无多剂孔输送层的分子合作战略,以实现完全打印的高性能矿太阳能电池模块
Qinrong Cheng1, Hongxiang Li2, Weijie Chen1
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, 215123, China.
一个新的分子合作策略使得矿太阳能电池的无剂有机孔运输层能够在一个大面积上均沉积. 这一突破在小面积设备和大面积打印模块中实现了创纪录的功率转换效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 可再生能源是可再生能源的来源.
背景情况:
- 对于可复制的,印刷的矿太阳能电池 (pero-SC) 模块来说,均的,无剂的有机孔运输层 (HTL) 的大面积沉积是必不可少的.
- 聚合物HTM (非牛顿式) 和小分子HTL (聚合,低粘度) 存在挑战,阻碍了通过叶片涂层形成高质量的薄膜.
研究的目的:
- 制定制造高质量,大面积无添加剂的HTL薄膜的战略,用于印刷的Pero-SCs.
- 为了克服现有的孔运输材料 (HTM) 在大面积印刷过程中的局限性.
主要方法:
- 设计了一种新型的小分子,BDT-MB,具有高流动性.
- 引入了一个分子合作 (MC) 策略,将BDT-MB与预聚合聚合物D18结合在一起.
- 利用分子间C─H···π相互作用来诱导BDT-MB的偏好面对方向,由D18作为"种子晶体"来控制.
主要成果:
- 该MC策略成功地抑制了小分子HTM的不利组装和溶解物随机分布.
- 实现了统一的,大面积的无剂HTLs,具有有序的纤维状形态和高,恒定的粘度.
- 这导致了创纪录的功率转换效率 (PCE):小面积的pero-SCs的24.46%和大面积的打印模块的21.04%.
结论:
- 分子合作策略是有效的生产高性能,大面积的无多潘特HTL印刷矿太阳能电池.
- 这种方法克服了叶片涂层小分子HTM的关键挑战,为高效,可扩展的太阳能模块制造铺平了道路.
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