托卢处理接收层的聚合工程使空气叶片涂层有机太阳能电池的效率超过19%
Yu Ge1, Yue Wu1, Yulong Hai2
1Laboratory of Advanced Optoelectronic Materials, Suzhou Key Laboratory of Novel Semiconductor-Optoelectronics Materials and Devices, State Key Laboratory of Bioinspired Interfacial Materials Science, College of Chemistry Chemical Engineering and Materials Science, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, 215123, China.
使用叶片涂层方法制造的高性能有机太阳能电池 (OSC) 实现了19.31%的功率转换效率. 这是由于光伏材料的优化分子包装和溶剂相互作用,使得没有添加剂的性能提高.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 螺旋涂层是制造有机太阳能电池 (OSC) 的常见方法,但叶片涂层为大规模生产提供了优势.
- 弥合螺旋涂层和叶片涂层OSC之间的性能差距需要了解叶片涂层特有的材料特性.
研究的目的:
- 调查影响光伏性能的关键因素在叶片涂层层次的OSCs.
- 阐明分子包装和分子溶剂相互作用在刀片涂层膜中的作用.
主要方法:
- 使用D18/L8-BO-4Cl,D18/Y6和D18/L8-BO活性层的叶片涂层,逐层制造OSC.
- 分析分子包装,激发能量 (ΔES1) 和J聚合在电影中.
- 膜形态的表征,包括相互透的网络和供体-接受体接口.
- 设备性能测试以确定功率转换效率 (PCE).
主要成果:
- 与Y6和L8-BO相比,L8-BO-4Cl具有独特的二元包装,导致叶片涂层薄膜中的激发能和主导J-聚合物较低.
- 在L8-BO-4Cl和之间较弱的分子溶剂相互作用促进了J聚合和更紧的π堆叠.
- 采用刀片涂层的D18/L8-BO-4Cl薄膜显示了改进的相互透网络和捐赠-接受器接口,增强了电荷提取并减少了重组.
- 一个基于D18/L8-BO-4Cl的设备通过无添加剂或后处理的气叶涂层实现了19.31%的PCE.
结论:
- 分子包装和分子-溶剂相互作用是光伏性能在叶片涂层OSC的关键决定因素.
- 由于其有利的聚合和薄膜形成特性,L8-BO-4Cl是高性能刀片涂层OSC的有前途材料.
- 本研究提出了一项有效的战略,用于开发高效的空气叶片涂层层次的OSC.
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