同质导向Zwitterionic介层为21%的效率非富勒烯有机太阳能电池
Yuxing Wang1, Junjie Wen1, Yanyi Zhong2
1State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering, Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, College of Chemistry, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, P. R. China.
研究人员通过与电子接受器同步开发了一种用于有机太阳能电池 (OSC) 的新型阴极介层材料 (CIM). 这种新的CIM提高了效率,提供了卓越的性能,为商业可行性铺平了道路.
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:
- 有机太阳能电池 (OSC) 面临性能限制,原因是光活性层和阴极介层材料 (CIM) 之间的不匹配.
- 现有的CIM通常无法补充先进的化环电子受体 (FREAs).
研究的目的:
- 设计和合成一种与FREAs同步的新型CIM,以提高OSC性能.
- 调查新CIM的特性和界面影响.
主要方法:
- 采用了同质导向的分子设计策略.
- 在五环FREA上移植Zwitterionic侧链,以创建新的CIM,SZ1.
- 描述SZ1的电子特性,界面兼容性和OSC设备中的性能.
主要成果:
- SZ1表现出比传统的CIM更深的最低未占用的分子轨道能量水平,更高的电子流动性和更好的界面兼容性.
- 通过修改电极工作功能,SZ1促进了欧米接触,并增强了电子提取.
- SZ1作为一个补充光收割器,有助于光电流的产生.
- 使用SZ1的OSC实现了21.07%的功率转换效率,并且具有出色的厚度容忍度.
结论:
- 开发的CIM,SZ1,代表了OSC技术的重大进步.
- 同质导向的设计策略是有效的创建多功能和厚度不敏感的介层.
- 这种方法对开发商业可行的有机太阳能电池具有前景.
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