Wetenschap
De J-V-kenmerken voor OSC's op basis van PBDB-T-2Cl:BTP-4F, PBDB-T-2Cl:PC61BM en PBDB-T-2Cl:BTP-4F:PC61BM; de chemische structuren van actieve laagcomponenten. Krediet:©Science China Press
Een dikke-film (300 nm) ternaire OSC wordt vervaardigd door fenyl-C61-boterzuur-methylester (PC61BM) in een PBDB-T-2Cl:BTP-4F-gastheermengsel te introduceren, omdat deze materialen complementaire absorptie en goed op elkaar afgestemde energieniveaus hebben. Door de morfologie van de mengfilm subtiel te optimaliseren en de mobiliteit van de ladingsdrager te verbeteren, meer dan 14,3% efficiëntie werd bereikt voor het apparaat op basis van PBDB-T-2Cl:BTP-4F:PC61BM.
Organische zonnecellen (OSC's) hebben veel aandacht getrokken vanwege hun voordelen van het maken van grote en flexibele zonnepanelen door middel van goedkope coatingmethoden. Onlangs, Single-junction OSC's met meer dan 16% stroomconversie-efficiëntie (PCE) zijn gemeld. Echter, fotovoltaïsche prestaties van deze cellen zijn zeer gevoelig voor de variatie in de actieve laagdikte, die is erkend als een grote uitdaging voor de praktische toepassing van OSC's.
De fotovoltaïsche prestaties van OSC's worden bepaald door nullastspanning (VOC), kortsluitstroomdichtheid (JSC) en vulfactor (FF). Voor het huidige hoogrenderende systeem dat niet op fullereen is gebaseerd, de efficiëntie van OSC's vertoont gewoonlijk een scherpe daling in FF bij het vergroten van de dikte van de actieve laag. Dergelijke FF-dalingen worden over het algemeen veroorzaakt door slecht en onevenwichtig ladingstransport, wat resulteert in verbeterde bimoleculaire ladingsrecombinatie en de vorming van ruimtelading in dikkere films.
Zeer onlangs, Professor Jianhui Hou's groep in het Instituut voor Chemie, Chinese Academie van Wetenschappen demonstreerde een dikke-film (300 nm) ternaire OSC met een stroomconversie-efficiëntie van 14,3%. Deze uitstekende fotovoltaïsche prestatie wordt bereikt door de introductie van fenyl-C61-boterzuur-methylester (PC61BM) in een PBDB-T-2Cl:BTP-4F-gastheermengsel. Ze ontdekten dat de toevoeging van PC61BM nuttig is voor het verbeteren van de mobiliteit van gaten en elektronen, en vergemakkelijkt zo het ladingstransport in de dikke actieve lagen, wat leidt tot een verbeterde efficiëntie van OSC's. Hun resultaten illustreren dat het introduceren van een fullereenderivaat als derde component een gemakkelijke en effectieve strategie is om efficiënte dikke-film OSC's te realiseren.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com