全聚合物太阳能电池中的精制散装P-I-N结构可实现20.1%的效率和更高的稳定性
Jinge Zhu1,2,3, Rui Zeng2, Erjun Zhou1
1College of Biological and Chemical Engineering, Jiaxing University, Jiaxing 314001, China.
Journal of the American Chemical Society
|July 1, 2025
概括
研究人员开发了一种全聚合物太阳能电池 (全PSC),使用一种新的三叶草形接受器提高了效率和稳定性. 在形态控制中的这一突破使有机太阳能电池 (OSC) 能够更好地传输电荷并减少重组.
科学领域:
- 材料科学
- 有机电子
- 太阳能发电
背景情况:
- 全聚合物太阳能电池 (全PSC) 有望实现高效和稳定的能源转换.
- 在所有PSC中精确控制活性层的形态仍然是一个重大挑战.
- 优化形态对于提高功率转换效率 (PCE) 和设备寿命至关重要.
研究的目的:
- 精确控制所有PSC中的大量p-i-n结构的形态.
- 提高能量水平对齐,刺激分离,减少能量损失.
- 增强电荷传输和抑制重组,以提高性能和稳定性.
主要方法:
- 将三叶草形的非富勒烯受体 (AQI4) 纳入三元制剂中.
- 使用二元溶剂系统 (:o-) 制造薄膜.
- 结构分析以确认i区域的缩小宽度和优化形态.
主要成果:
- 实现了能量水平的优化和增强的激素解离.
- 形成了一个高密度纤维网络,i区域宽度降低 (< 2 nm).
- 有机太阳能电池 (OSC) 设备的PCE为20.1% (认证为19.5%),寿命超过1800小时.
结论:
- 像AQI4这样的客分子的形状是调节所有PSC中的大量p-i-n结构的关键.
- 这种二元溶剂系统有助于高效的形态控制和打印制造.
- 这种方法显著提高了全聚合物太阳能电池和模块的性能和稳定性.
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