一种通用的基于多 (3,4-乙烯二氧化) 的孔运输层材料,用于高效和稳定的有机太阳能电池
Yongkang Zhao1, Jiaxing Song1, Huinan Li1
1Zhejiang Key Laboratory of Advanced Tandem Photovoltaic Technology, College of Biological and Chemical Engineering, Jiaxing University, Jiaxing, China.
ChemSusChem
|January 7, 2026
概括
与PEDOT:PSS.相比,新的PEDOT:PSF孔输送层通过减少酸度和水吸收来提高有机太阳能电池的稳定性和效率. 这导致在照明下显著延长设备寿命.
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:
- 聚3,4-乙烯二氧化硫烯:聚二二硫酸盐 (PEDOT:PSS) 是有机太阳能电池 (OSC) 中常见的孔输送层 (HTL).
- PEDOT:PSS表现出高酸度和水友性,对OSC设备的稳定性产生负面影响.
- PEDOT:PSS的局限性阻碍了OSC的长期性能和可靠性.
研究的目的:
- 为 PEDOT 设计和合成一个新的 counterion,以克服 PEDOT:PSS. 的局限性.
- 为提高OSC性能,开发一种更稳定,更少水友的HTL材料.
- 评估新的PEDOT:PSF HTL对各种OSC配置的效率和耐用性的影响.
主要方法:
- 合成一种含有三甲基 (CF3) 的新型硫化共聚合物 (PSF) 作为对应物.
- 形成PEDOT:PSF复合物通过将PEDOT与PSF对应物结合在一起.
- 使用PEDOT:PSF作为具有不同活性层的HTL (PM6:Y6,PM6:BTP-eC9,PM6:L8-BO,D18:L8-BO) 的OSC的制造和测试.
主要成果:
- 与PEDOT:PSS.相比,PEDOT:PSF复合体的酸度降低,湿度显著降低.
- 使用PEDOT:PSF的OSC实现了高功率转换效率 (PCEs) 高达18.55%,始终优于基于PEDOT:PSS的设备.
- 基于PEDOT:PSF的OSC表现出卓越的操作稳定性,在730小时的连续照明后保留了83%的初始PCE,而PEDOT:PSS设备的这一比例为58%.
结论:
- 新的PEDOT:PSF HTL材料为稳定高效的有机太阳能电池提供了一个有希望的PEDOT:PSS替代品.
- 减少PEDOT:PSF的酸性和水性性,有助于显著提高设备的耐用性和寿命.
- 开发的HTL材料在各种有机太阳能电池活性层架构中具有广泛的适用性.
