环境中国 治污专家 低电压!环保添加剂!李永舫院士课题组有机光伏最新成果速递!

低电压!环保添加剂!李永舫院士课题组有机光伏最新成果速递!

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【导读】

串联有机太阳能电池(TOSC)由具有互补吸收的前后电池组成,是超越单结有机太阳能电池(OSC)的Shockley-Queisser极限的有效器件结构。然而,用于 TOSC 前电池的大多数中等带隙(≈1.6 eV)有机光伏材料显示出相当大的电压损失。

李永舫院士课题组合成了两个具有不同氯取代位置的中等带隙 (1.63 eV) 异构小分子受体 m-DTC-Cl-1 和 m-DTC-Cl-2。IC基团中不同的氯取代位置对受体的物理化学性质、电荷动力学、形态和光伏性能有显着影响。因此,以 PTO2 作为聚合物给体和 m-DTC-Cl-2 作为受体的 OSC 具有 14.1% 的冠军功率转换效率 (PCE),具有 1.05 V 的高开路电压和 0.25 eV 的低非辐射能量损失,这表明该OSC是作为 TOSC 前端单元应用的理想候选者。然后,作者以基于 PTO2:m-DTC-Cl-2 的 OSC 为前电池和基于 PTB7-Th:BTPV-4Cl 的 OSC 作为后电池制造了单片 TOSC,其 PCE 高达 18.8%。

文献链接:Medium Bandgap Small Molecule Acceptors With Isomer-Free Chlorinated End Groups Enabling High-Performance Tandem Organic Solar Cells.https://doi.org/10.1002/adfm.202204720
全聚合物太阳能电池(all-PSCs)由于其优越的器件稳定性和机械鲁棒性而引起了相当大的兴趣。最近,得益于聚合小分子受体的发展,全PSCs已经实现了超过17%的高功率转换效率(PCE)。然而,大多数全 PSC 都是用对环境有害的卤代溶剂处理的。

李永舫院士课题组将非卤化溶剂甲苯与大量可挥发的DTT(二噻吩并[3,2-b:2′,3′-d]噻吩)固体添加剂一起使用,用于环保高效的全PSCs。DTT固体添加剂处理可以微调聚合物供体和聚合物受体的聚集,所得活性层具有合适的畴尺寸和高畴纯度,具有双连续互穿网络。因此,DTT 添加剂的处理使基于 PBQ6:PYF-T-o 的高性能非卤化溶剂处理的全 PSCs 的 PCE 高达 17.06%(经认证的 PCE 为 16.6%),这是非卤化溶剂处理的最高效率之一。

重要的是,借助 DTT 添加剂,甲苯处理过的全 PSC 活性层可以在环境条件下成功制造,并且在环境条件下制造的器件显示出 15.74% 的更高 PCE。这项工作强调了固体添加剂策略在控制活性层形态对于高性能和环保型全 PSC 的实际应用中的重要性。

原文链接:https://new.qq.com/rain/a/20220819A00Z2Q00

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作者: 边走边看

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