通过西洛改性聚合物捐赠者处理的耐湿环境有机太阳能电池
Deng Zhou1, Yuntong Yang1, Xuanchen Liu1
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, P. R. China.
将西洛侧链引入聚合物供体中,可以提高聚合物太阳能电池的性能,特别是在潮湿的空气条件下. 这种特聚合物战略为高效和工业可行的有机光伏提供了一个有前途的途径.
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:
- 随机三元共聚化是聚合物太阳能电池 (PSC) 中高性能聚合物供体的关键.
- 聚合物捐赠物PM6是PSC中一个成熟的材料.
- 修改聚合物捐赠者的侧链可以调整它们的电子特性和设备性能.
研究的目的:
- 为了研究将西洛终结侧链引入PM6聚合物供体的效果.
- 在PSC中评估新型聚合物 (PM6-C6Si3,PM6-C6Si5,PM6-C6Si10) 的性能.
- 评估西洛侧链在环境处理条件下对设备性能的影响,特别是相对湿度高.
主要方法:
- 在PM6.6的zodithiophene单元上,通过将少量的基侧链替换为西洛终结的侧链来合成聚合物.
- 制造的PSC设备使用合成的聚合物作为捐赠者和接受者,如Y6和L8-BO.
- 描述了聚合物的光学和电子特性 (吸收光谱,HOMO能量水平).
- 在各种加工条件下 (与潮湿空气) 评估设备性能,包括功率转换效率 (PCE).
主要成果:
- 与PM6.6相比,聚合物在吸收光谱中表现出微不足道的变化,但在最高占用分子轨道 (HOMO) 能量水平上略有上升.
- 基于PM6-C6Si5的设备在与Y6接受器配对时获得了最高的PCE.
- 基于PM6-C6Si5的活性层证明了增强和更平衡的电荷传输.
- 与PM6.6相比,在90%相对湿度 (RH) 空气中处理的设备显示PM6-C6Si5的PCE显著增加.
- PM6-C6Si5:L8-BO设备的PCE比PM6:L8-BO设备 (18.03%在N2,16.66%在90%的RH空气下) 高 (18.60%在N2,17.33%在90%的RH空气下).
结论:
- 将少量西洛侧链引入PM6对于开发高性能聚合物捐赠者是有益的.
- 这些聚合物表现出更好的性能和稳定性,特别是在潮湿的空气处理条件下.
- 由于其有利的空气处理特性,修改过的聚合物对有机光伏的工业应用具有显著的潜力.
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