Advanced Energy Materials:全聚合物叠层太阳能电池

基于全聚合物给受体材料的有机光伏器件近年来取得了突破性进展。聚合物电子受体材料可以很好的弥补传统富勒烯受体材料在可见和近红外区域的吸光系数较低,化学结构修饰困难,相区热稳定性差等缺点。同时聚合物受体材料具有良好的机械性能和形貌稳定性。全聚合物太阳电池在便携式充电、光伏一体化建筑和新型可穿戴电子器件等方面具有良好的应用前景。但目前其光电转换效率仍无法满足产业应用要求,还需开发具有窄带隙、高迁移率和高稳定性的聚合物受体材料,优化器件结构并进行深入系统的研究。



近期,苏州大学功能纳米与软物质研究院的袁建宇副研究员和马万里教授等人首次报道了高效全聚合物叠层太阳能电池。该研究工作采用三元组分规整型共轭聚合物主链的的设计思路,并引入了氢(H)-氟(F)原子取代的分子设计策略,报道了一种新型的三元组分具有近红外区域响应的高效聚合物材料给体材料PBFSF。高规整性的分子主链结构保证了材料的高载流子迁移率,通过H-F原子取代的有效化学改性可以增强分子间的相互作用力,增强材料的结晶性。采用经典的N型共轭聚合物材料N2200作为电子受体,制备了单节光电转换效率达到6%的全聚合物非富勒烯电池器件。通过对器件的外量子效率和活性层吸收进行表征,他们发现基于PBFSF/N2200的器件在600-800 nm有强的光响应,而在紫外和可见光区域的吸收和光谱响应却很低,这些结果表明PBFSF/N2200是一种理想的用于叠层器件后置子电池的活性层材料。结合前期报道的高效宽带隙全聚合物子电池PTP8/P(NDI2HD-T),他们在国际上首次报道了高效的光谱匹配全聚合物电池器件,实现了8.3%的光电转换效率,这也是叠层全聚合物电池文献报道的最高效率。目前全聚合物电池活性层厚度小于100 nm,虽然可以减少载流子在传输过程中的复合,但是却降低了对太阳光的利用,本项研究工作的结果表面构建吸收光谱匹配的叠层电池可以有效提升全聚合物太阳能电池的光电转换效率。

相关工作发表在Advanced Energy Materials (DOI: 10.1002/aenm.201703291)上。



Wiley Advanced Science News官方微信平台

如希望发表科研新闻或申请信息分享,请联系:ASNChina@wiley.com

关注方式:微信右上角添加朋友—公众号—搜索“AdvancedScienceNews”或下方长按识别二维码。



本站非明确注明的内容,皆来自转载,转载请联系原作者。

发表评论

登录后才能评论

联系我们

0755-86936171

有事找我:点击这里给我发消息

邮件:zhangzhexu@v-suan.com

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息

QR code