用甲醇诱导的ZnO表面均质化,用于高性能反转有机太阳能电池

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 能源科学 能源科学
• 太阳能光伏发电是如何实现的

背景情况:

• 有机太阳能电池 (OSCs) 的性能和稳定性受到氧化 (ZnO) 电子传输层中缺陷和光催化活性的限制.
• 现有的ZnO修饰方法往往无法同时解决缺陷被动化和稳定性问题.

研究的目的:

• 制定一种简单有效的战略,以提高倒置OSC的性能和稳定性.
• 在 ZnO 层上研究甲醇诱导的表面同质化 (MISH) 的机制.

主要方法:

• 用甲醇诱导的表面均质化 (MISH) 策略应用于反转OSC中的ZnO电子输送层.
• 描述技术包括原子力显微镜 (AFM) 和放牧发生率广角X射线散射 (GWAXS).
• 通过测量功率转换效率 (PCE) 和热稳定性 (T80) 来评估设备性能.

主要成果:

• MISH策略有效地被动化了ZnO表面缺陷,并抑制了基生成.
• 优化的ZnO层带来了增强的工作功能,改善了界面电荷传输,并在活性层中有利于垂直相位分离.
• 基于PM6:L8-BO的倒置OSC实现了PCE18.63%,T80>1000小时,三元系统达到PCE18.85%.
• 甲醇处理减少了陷状态,稳定了分子堆叠,增强了长期的操作稳定性.

结论:

• MISH策略提供了一种简单而有效的方法来修改OSC中的ZnO电子传输层.
• 这种方法通过解决接口工程挑战,显著提高了设备性能和长期稳定性.
• 这些发现为开发下一代高性能和稳定的有机太阳能电池提供了宝贵的见解.