perfluorophenyl-incorporated ferrocene:一种非挥发性固体添加剂,用于提高有机太阳能电池的效率和稳定性
Chia-Lin Tsai1, Han-Cheng Lu1, Chi-Chun Tseng1
1Department of Applied Chemistry, National Yang Ming Chiao Tung University, 1001 University Road, Hsinchu 30010, Taiwan.
ACS applied materials & interfaces
|May 20, 2025
概括
一种新的添加剂,FcF10,通过非共价相互作用优化形态来提高有机太阳能电池的性能. 这导致PM6:Y6设备的更高的功率转换效率和更好的热稳定性.
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:
- 有机光伏 (OPV) 提供了低成本,灵活的太阳能转换的潜力.
- 活性层的形态控制对于OPV中高效的电荷生成和传输至关重要.
- 新型添加剂的开发是优化OPV性能和稳定性的关键.
研究的目的:
- 为OPV应用设计和合成一种新的非挥发性固体添加剂FcF10.
- 研究FcF10对基于PM6:Y6的有机太阳能电池的形态和性能的影响.
- 为了评估包含FcF10.0的OPV设备的热稳定性.
主要方法:
- 合成FcF10通过将五二基集成到铁中通过链接.
- 将FcF10作为固体添加剂纳入PM6:Y6活性层.
- 使用像X射线衍射和电流-电压测量等技术,对活性层形态和设备性能 (PCE,Voc,Jsc,FF) 的表征.
- 在高温下通过长时间回火来评估热稳定性.
主要成果:
- 在PM6:Y6系统中,FcF10添加剂通过π··π,F··π和F···F相互作用促进了形态优化.
- 太阳能电池PM6:Y6:FcF10实现了17.00%的功率转换效率 (PCE),性能优于原始设备.
- 设备表现出增强的热稳定性,在85°C火后保留88%的初始PCE.
- 由于FcF10的加入,观察到改善了分子堆叠,结晶性和电荷传输.
结论:
- FcF10添加剂有效地优化了PM6:Y6有机太阳能电池中的供体-接受体形态.
- FcF10可以显著提高功率转换效率和热稳定性.
- 这项研究提出FcF10作为开发高性能和稳定的有机光伏的有希望的添加剂.
