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噻吩環(huán)助力厚膜聚合物太陽能電池

來源: X-MOL 2017-07-13 15:47:28

有機(jī)太陽能電池作為一種非常具有前景的可再生能源轉(zhuǎn)換技術(shù),受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。伴隨著新型材料的制備和應(yīng)用、給受體形貌控制、界面改性和器件工程的提高,有機(jī)太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)已經(jīng)突破12%,甚至超越13%(10.1021/jacs.7b01493,10.1038/nphoton.2016.240)。其中聚合物太陽能電池(PSCs)作為有機(jī)太陽能電池的重要組成部分,相比小分子太陽能電池,其優(yōu)勢包括形貌穩(wěn)定、粘度較高、遷移率較高,更容易制備成厚膜太陽能電池,從而可以適應(yīng)高速及批量印刷加工,例如卷對卷(roll to roll)加工和噴墨打印。然而現(xiàn)在用于厚膜加工的高效聚合物體系較少,其主要原因之一就是多數(shù)聚合物體系的性能會隨著活性層厚度的增加而急劇降低,而下降的主要參數(shù)為填充因子(FF)。


近日,荷蘭埃因霍溫理工大學(xué)的René A. J. Janssen教授(點(diǎn)擊查看介紹)課題組聯(lián)合上海交通大學(xué)的劉烽教授(點(diǎn)擊查看介紹)課題組,通過研究實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)合成的一系列聚合物,并總結(jié)分析已報(bào)道的活性層厚度超過200 nm、填充因子超過0.6并且PCE超過7%的32種不同共軛聚合物,發(fā)現(xiàn)并證明了共軛聚合物分子主鏈中噻吩環(huán)的引入能夠有效提高厚膜聚合物太陽能電池的器件性能。


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