研究目的
分析导致有机光伏电池性能退化的因素,重点研究基于π-共轭小分子受体的器件在持续光照条件下的稳定性和耐久性。
研究成果
研究表明,基于EH-IDTBR的有机光伏器件在持续光照下的性能退化主要源于EH-IDTBR分子结构变化导致的有机半导体层电阻增加。紫外线被确认为造成性能退化的重要因素。该发现强调了材料稳定性对有机光伏技术商业化的重要性。
研究不足
该研究聚焦于特定的受体材料(EH-IDTBR),可能无法直接适用于其他π共轭小分子受体。所识别的降解机制未必能涵盖实际应用中影响器件稳定性的所有因素。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用P3HT作为给体、EH-IDTBR作为受体制备倒置型有机光伏电池。通过在不同条件下对器件进行持续光照,评估其耐久性及性能衰减情况。
2:样品选择与数据来源:
优化活性层厚度后制备了膜厚为190 nm的器件,并将其性能与基于P3HT:PCBM的参比电池进行对比。
3:实验设备与材料清单:
材料包括P3HT、EH-IDTBR、ITO衬底、ZnO、PEDOT:PSS和金电极;设备包含太阳能模拟器、紫外-可见分光光度计、原子力显微镜及基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪。
4:实验流程与操作步骤:
通过旋涂法在ITO/ZnO衬底上制备活性层,随后沉积PEDOT:PSS和金电极完成器件制备。对器件施加持续光照,并采用J-V测试与阻抗谱技术监测其性能随时间的变化。
5:数据分析方法:
分析器件性能、电阻及材料特性的变化数据,将结果与紫外-可见吸收光谱和MALDI-TOF-MS分析观测到的受体材料结构变化相关联。
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获取完整内容-
P3HT
MW 42,000
Sigma-Aldrich
Donor material in organic photovoltaic cells
-
EH-IDTBR
1-Material
Acceptor material in organic photovoltaic cells
-
ITO substrates
sheet resistance = 10 ? sq
Furuuchi Chemical Corporation
Electrode material in organic photovoltaic cells
-
PEDOT:PSS
Clevios P
H. C. Starck
Hole transport layer in organic photovoltaic cells
-
Cary 8454 UV-Vis spectrophotometer
Agilent Technologies
Measurement of UV-Vis absorption spectra
-
XES-40S1 solar simulator
SAN-EI Electric
Simulated sunlight irradiation for testing OPV devices
-
Agilent Technology E4980A Precision LCR Meter
Agilent Technologies
Impedance spectroscopy measurements
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