有機半導(dǎo)體材料的發(fā)展顯著提高了有機太陽能電池(OSCs)的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)，目前已超過20%。為了進(jìn)一步提高性能，關(guān)鍵是要控制相分離形態(tài)的細(xì)節(jié)，降低相分離規(guī)模，提高相區(qū)連續(xù)性，使光電轉(zhuǎn)換過程中的結(jié)構(gòu)參數(shù)與激子擴散和載流子遷移率一致。
在這篇文章中，上海交通大學(xué)劉烽、朱磊等人通過添加劑輔助逐層(LBL)沉積，使有機太陽能電池實現(xiàn)了具有bulk p-i-n特性和適當(dāng)垂直分離的活性層形態(tài)。此外，該策略還通過在活性層上產(chǎn)生皺樣形態(tài)表面來增強光捕獲。最終，以該方式制造的小面積(5.2mm2)和微型組件(17.6cm2)設(shè)備分別實現(xiàn)了20.8%和17.0%的優(yōu)秀效率，突出其在OSC應(yīng)用中的潛力。- 添加劑輔助LBL制備優(yōu)化了有機太陽能電池形態(tài)和穩(wěn)定性
- bulk p-i-n結(jié)構(gòu)和垂直分離優(yōu)化了激子和載流子擴散
- 小面積及微型組件設(shè)備的PCE分別達(dá)到20.8%和17.0%
主要內(nèi)容
在有機太陽能電池(OSCs)中，添加劑輔助逐層(LBL)沉積提供了具有bulk p-i-n特征和適當(dāng)垂直分離的互穿纖維網(wǎng)活性層形態(tài)。這種方法捕獲了材料相互作用和結(jié)晶之間的平衡，將特征長度尺度鎖定在幾十納米，以適應(yīng)激子和載流子擴散，減少復(fù)合損失。另一方面，由于Marangoni-Bénard不穩(wěn)定性和旋涂過程中徑向流動而產(chǎn)生的皺態(tài)與反射背電極耦合，引起漫反射，從而增強了光捕獲能力。在適當(dāng)?shù)拇怪狈蛛x下，納米到微米的分層形態(tài)實現(xiàn)了高功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)，小面積設(shè)備為20.8%，微型組件設(shè)備為17.0%。新的處理方法和產(chǎn)生的3D形態(tài)更適合運行中的光子和載流子動力學(xué)，因此器件運行穩(wěn)定性得到了顯著提高，這為實用的有機光伏技術(shù)提供了一種可行的策略。Achieving 20.8% organic solar cells via additive-assisted layer-by-layer fabrication with bulk p-i-n structure and improved optical managementLei Zhu*, Ming Zhang, Guanqing Zhou, Zaiyu Wang, Wenkai Zhong, Jiaxin Zhuang, Zichun Zhou, Xingyu Gao, Lixuan Kan, Bonan Hao, Fei Han, Rui Zeng, Xiaonan Xue, Shengjie Xu, Hao Jing, Biao Xiao, Haiming Zhu, Yongming Zhang, Feng Liu*https://www.cell.com/joule/abstract/S2542-4351(24)00355-6- 產(chǎn)品咨詢及購買請聯(lián)系我們 -
