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AFM IF>19.924 UNIST Changduk Yang教授团队:萘作为非富勒烯聚合物太阳能电池中,改善了电池效能与再现性

顶尖团队的选择

重点摘要

  1. 韩国UNIST研究团队利用低成本高挥发性物质萘,作为非富勒烯聚合物太阳能电池的固态添加剂,改善了电池效能与再现性。
  2. 萘添加剂开创了一种免热退火的新概念,加入64 wt%萘后,电池效率可达16.52%,优于需热处理的氯萘添加剂组16.07%。
  3. 研究证明萘添加剂可以抑制供体和受体过度聚集,优化纳米结构,从而显著提升载流子迁移率与收集效率。

研究背景

非富勒烯聚合物太阳能电池具工艺简单、成本低等优势,但稳定性和再现性仍待提高。目前使用氯萘等溶剂添加剂可提效率,却需复杂的热退火步骤。开发新型添加剂成为当前研究热点。

研究成果

Yang团队发现商业上广泛存在的化工原料萘,是理想的挥发性固态添加剂。加入64 wt%萘后,基于PM6和Y6的太阳电池效率可达16.52%,优于仅加入氯萘的16.07%。

更重要的是,萘组即使不进行热退火,效率也可达16.10%,远超氯萘组需退火的15.48%。这证明萘添加剂具有免热处理的优势,可简化工艺流程。

研究方法

研究人员通过光谱、结构和热稳定性实验分析了萘的工作机制。结果表明,萘可均匀分散在活性层,抑制供体和受体过度聚集,从而优化了纳米结构。

SCLC、GIWAXS、AFM 和TEM结果证明,萘处理可提高载流子迁移率和收集效率。热稳定性试验也表明,萘添加剂具优越的长期稳定性。

结论

本研究成功利用萘作为非富勒烯太阳能电池的免热退火挥发性添加剂,显著提升了效率和再现性。为开发高效添加剂指明了方向,将促进非富勒烯太阳能电池的实际应用。

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