新型窄带隙聚合物受体制备14.4%高能量转换效率的全聚合物太阳电池

2021-01-06 10

全聚合物太阳电池(All-PSC)具有好的形貌稳定性以及机械柔性,是最有希望商业应用的有机太阳电池类型之一。然而,由于缺乏高效的聚合物受体材料,All-PSC在效率上远远落后于非富勒烯小分子受体型的太阳电池。

       华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室黄飞教授课题组报道了一种新型的宽吸收、窄带隙、高消光系数(>105 cm-1)的聚合物受体PJ1,通过与聚合物给体PBDB-T匹配,制备的All-PSC光电转换效率(PCE)达到14.4%,为目前文献报道的最高效率。进一步的研究表明,基于PJ1的All-PSC相较基于小分子受体TTPBT-IC(聚合物单体单元)的聚合物太阳电池(PSC)在150 oC极端加热条件下表现出更优的形貌稳定性。基于小分子受体TTPBT-IC的聚合物太阳电池在150 oC下加热30min,即出现微米尺度的受体聚集相;对应器件的效率降低了30%;而基于PJ1的All-PSC即使150 oC条件下加热180min,形貌基本不变,器件的效率保持在初始值的90%。此外,基于PJ1的All-PSC还表现出对活性层厚度与面积的低依赖性,当活性层厚度增加至305 nm或者器件面积增至1cm2,对应的All-PSCs分别表现出12.1%与13.0%的高光电转换效率。

相关成果近期发表在《纳米能源》/《Nano Energy上,共同第一作者为贾涛博士和博士研究生张佳滨,通讯作者为华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室的张凯博士、黄飞教授以及制浆与造纸工程国家重点实验室的王小慧教授。相关工作得到了国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究重大项目以及科技部国家科技计划项目的支持。


华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室版权所有

地址:广东省广州市五山路381号华南理工大学北区科技园1号楼

电话:020-22237016 传真:020-22237016

邮箱:skllmd@scut.edu.cn