研究目的
研究氯化和噻吩π桥对聚合物太阳能电池光伏性能的协同效应。
研究成果
在聚合物给体PBBSe-Cl中引入氯原子和硒吩π桥显著提升了光伏性能,实现了14.44%的功率转换效率(PCE)。这种协同效应改善了分子平面性、聚集行为和电荷传输特性,从而获得更高的短路电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)和填充因子(FF)。该研究为开发高性能聚合物太阳能电池展示了一种有前景的策略。
研究不足
该研究聚焦于氯化和噻吩π桥的协同效应,但未探究其他卤素或π桥变体的影响。器件的可扩展性和长期稳定性问题未被涉及。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过T-BDT与硒吩π桥的联合氯化反应,设计合成了新型聚合物给体PBBSe-Cl。采用倒置器件结构ITO/ZnO/聚合物:受体/MoO3/Ag评估其光伏性能。
2:样本选择与数据来源:
合成了PBB、PBBSe-H和PBBSe-Cl三种聚合物并进行表征,选用Y6受体材料与聚合物给体共混。
3:实验仪器与材料清单:
使用仪器包括紫外-可见分光光度计、循环伏安法(CV)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和掠入射广角X射线散射(GIWAXS)。
4:实验步骤与操作流程:
通过Stille偶联反应合成聚合物,以1:1.1的给体/受体混合重量比制备光伏器件,加工溶剂为氯仿,添加0.5 wt% 1-氯萘(CN)作为添加剂,110°C热退火处理10分钟进行器件优化。
5:1的给体/受体混合重量比制备光伏器件,加工溶剂为氯仿,添加5 wt% 1-氯萘(CN)作为添加剂,110°C热退火处理10分钟进行器件优化。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:在AM 1.5G光照下通过J-V曲线分析光伏性能,测量外量子效率(EQE)光谱计算积分短路电流密度(Jsc),分别采用光强依赖法和空间电荷限制电流(SCLC)法评估电荷复合与迁移率。
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获取完整内容-
ITO
Used as a transparent electrode in the photovoltaic devices.
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ZnO
Used as an electron transport layer in the photovoltaic devices.
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MoO3
Used as a hole transport layer in the photovoltaic devices.
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Ag
Used as a metal electrode in the photovoltaic devices.
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Y6
Used as an acceptor material in the photovoltaic devices.
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1-chloronaphthalene
CN
Used as an additive in the processing solvent for device optimization.
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