素连接烯添加剂使高性能聚合物太阳能电池具有优良的纤维状形态和空气处理
Xing Chen1, Chunxing Ren1, Mingqing Chen1
1Institute of Polymer Optoelectronic Materials and Devices, Guangdong Basic Research Center of Excellence for Energy and Information Polymer Materials, State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, South China University of Technology, Guangzhou, 510640, P. R. China.
有机太阳能电池 (OSC) 能够使用新的氧化附带添加剂. 化添加剂 (Cl-Th-SiO) 创造了最佳的形态,即使在环境空气中处理,也可以实现出色的功率转换效率 (PCE).
科学领域:
- 材料科学
- 有机电子
- 太阳能发电
背景情况:
- 在高性能有机太阳能电池 (OSC) 中,形态控制和空气处理至关重要.
- 开发有效的添加剂是优化OSC光活性层的关键.
研究的目的:
- 设计和合成用于OSCs的新型氧化附带添加剂.
- 研究这些添加剂对光活性层的形态和性能的影响.
- 在环境空气条件下实现高性能OSC.
主要方法:
- 三种与素结合的烯添加剂的合成:Cl-Th-SiO,Br-Th-SiO和I-Th-SiO.
- 有机太阳能电池的制造使用聚合物供体D18和非富勒烯受体L8-BO与添加剂.
- 活性层的形态分析以观察纤维状网络的形成.
- 光伏性能表征,包括在和环境空气条件下的功率转换效率 (PCE) 测量.
主要成果:
- 这三种添加剂都诱导了纤维状活性层网络,改善了激素解离和电荷传输.
- 化添加剂 (Cl-Th-SiO) 呈现出最强的相互作用和最接近的 π-π 堆叠,从而达到最佳性能.
- 用Cl-Th-SiO处理的OSC获得了20.64%的PCE (经过认证的20.11%).
- 使用Cl-Th-SiO进行空气处理的OSC (60%和90%的相对湿度) 分别达到20.45%和20.19%的高PCE.
结论:
- 与西洛结合的烯添加剂有效地优化OSC的形态和性能.
- Cl-Th-SiO是一种高效的添加剂,可在OSC中达到高PCE,特别是在环境空气处理过程中.
- 设计的添加剂对开发实用,高性能,空气处理的有机太阳能电池具有显著的前景.
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