Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Cải thiện hiệu suất của tế bào năng lượng mặt trời polymer hỗn hợp ba bằng cách pha tạp một vật liệu polymer có khoảng băng hẹp
Tóm tắt
Một loạt các tế bào năng lượng mặt trời polymer (PSC) P3HT:PC71BM với các nồng độ pha tạp khác nhau của PIDTDTQx đã được chế tạo để nghiên cứu ảnh hưởng của PIDTDTQx như một chất donor electron bổ sung đối với hiệu suất của PSC. Hiệu suất chuyển đổi điện năng (PCE) của các PSC hỗn hợp ba tối ưu (với 2 wt% PIDTDTQx) đạt 3,87%, cao hơn 28% so với các PSC dựa trên P3HT:PC71BM (các tế bào đối chứng). Mật độ dòng ngắn mạch (J_sc) đã tăng lên 10,20 mA/cm2 so với các tế bào đối chứng. Sự cải thiện PCE có thể được quy cho việc thu hoạch photon và vận chuyển chất mang điện tích nhiều hơn nhờ vào việc pha tạp PIDTDTQx hợp lý. Sự chuyển giao năng lượng từ P3HT sang PIDTDTQx được chứng minh qua sự giảm cường độ phát xạ tại 650 nm và sự chuyển dịch sang đỏ của các đỉnh phát xạ từ 725 nm đến 737 nm cùng với việc tăng nồng độ pha tạp PIDTDTQx.
Từ khóa
#tế bào năng lượng mặt trời polymer #P3HT:PC71BM #PIDTDTQx #hiệu suất chuyển đổi điện năng #pha tạp #vận chuyển electronTài liệu tham khảo
Zhou Y, Fuentes-Hernandez C, Shim J, et al. A universal method to produce low-work function electrodes for organic electronics. Science, 2012, 336(6079): 327–332
Zhang F, Zhuo Z, Zhang J, et al. Influence of PC60BM or PC70BM as electron acceptor on the performance of polymer solar cells. Solar Energy Mater Solar Cells, 2012, 97: 71–77
He Z, Zhong C, Huang X, et al. Simultaneous enhancement of open circuit voltage, short circuit current density, and fill factor in polymer solar cells. Adv Mater, 2011, 23(40): 4636–4643
Yu G, Gao J, Hummelen J, et al. Polymer photovoltaic cells: Enhanced efficiencies via a network of internal donor-acceptor hetero-junctions. Science-AAAS-Weekly Paper Ed, 1995, 270(5243): 1789–1790
Graetzel M, Janssen R A, Mitzi D B, et al. Materials interface engineering for solution-processed photovoltaics. Nature, 2012, 488(7411): 304–312
Chang C Y, Chou C T, Lee Y J, et al. Thin-film encapsulation of polymer-based bulk-heterojunction photovoltaic cells by atomic layer deposition. Organic Electron, 2009, 10(7): 1300–1306
Dang M T, Hirsch L, Wantz G. P3HT: PCBM, best seller in polymer photovoltaic research. Adv Mater, 2011, 23(31): 3597–3602
Bundgaard E, Krebs F C. Low band gap polymers for organic photovoltaics. Solar Energy Mater Solar Cells, 2007, 91(11): 954–985
Kroon R, Lenes M, Hummelen J C, et al. Small bandgap polymers for organic solar cells (polymer material development in the last 5 years). Polymer Rev, 2008, 48(3): 531–582
Su M S, Kuo C Y, Yuan M C, et al. Improving device efficiency of polymer/fullerene bulk heterojunction solar cells through enhanced crystallinity and reduced grain boundaries induced by solvent additives. Adv Mater, 2011, 23(29): 3315–3319
An Q, Zhang F, Zhang J, et al. Enhanced performance of polymer solar cells through sensitization by a narrow band gap polymer. Solar Energy Mater Solar Cells, 2013, 118: 30–35
Ameri T, Khoram P, Min J, et al. Organic ternary solar cells: A review. Adv Mater, 2013, 25(31): 4245–4266
Cooling N A, Zhou X, Sales T A, et al. A study of the factors influencing the performance of ternary MEH-PPV: Porphyrin: PCBM heterojunction devices: Electronic effects in porphyrinoid ternary blend bulk heterojunction photovoltaic devices. Solar Energy Mater Solar Cells, 2012, 98: 308–316
Khlyabich P P, Burkhart B, Thompson B C. Compositional dependence of the open-circuit voltage in ternary blend bulk heterojunction solar cells based on two donor polymers. J Am Chem Soc, 2012, 134(22): 9074–9077
Guo X, Zhang M, Tan J, et al. Influence of D/A ratio on photovoltaic performance of a highly efficient polymer solar cell system. Adv Mater, 2012, 24(48): 6536–6541
Groves C. Suppression of geminate charge recombination in organic photovoltaic devices with a cascaded energy heterojunction. Energy Environmental Sci, 2013, 6(5): 1546–1551
Street R A, Davies D, Khlyabich P P, et al. Origin of the tunable open-circuit voltage in ternary blend bulk heterojunction organic solar cells. J Am Chem Soc, 2013, 135(3): 986–989
Chen Y C, Hsu C Y, Lin R Y Y, et al. Materials for the active layer of organic photovoltaics: Ternary solar cell approach. Chem Sus Chem, 2013, 6(1): 20–35
Honda S, Yokoya S, Ohkita H, et al. Light-harvesting mechanism in polymer/fullerene/dye ternary blends studied by transient absorption spectroscopy. J Phys Chem C, 2011, 115(22): 11306–11317