AFM IF>19.924 UNIST Changduk Yang教授團隊：萘作為非富勒烯聚合物太陽能電池中，改善了電池效能與再現性
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重點摘要
- 韓國UNIST研究團隊利用低成本高揮發性物質萘,作為非富勒烯聚合物太陽能電池的固態添加劑,改善了電池效能與再現性。
- 萘添加劑開創了一種免熱退火的新概念,加入64 wt%萘後,電池效率可達16.52%,優於需熱處理的氯萘添加劑組16.07%。
- 研究證明萘添加劑可以抑制供體和受體過度聚集,優化納米結構,從而顯著提升載流子遷移率與收集效率。
研究背景
非富勒烯聚合物太陽能電池具製程簡單、成本低等優勢,但穩定性和再現性仍待提高。目前使用氯萘等溶劑添加劑可提效率,卻需複雜的熱退火步驟。開發新型添加劑成為當前研究熱點。
研究成果
Yang團隊發現商業上廣泛存在的化工原料萘,是理想的揮發性固態添加劑。加入64 wt%萘後,基於PM6和Y6的太陽電池效率可達16.52%,優於僅加入氯萘的16.07%。
更重要的是,萘組即使不進行熱退火,效率也可達16.10%,遠超氯萘組需退火的15.48%。這證明萘添加劑具有免熱處理的優勢,可簡化工藝流程。
研究方法
研究人員通過光譜、結構和熱穩定性實驗分析了萘的工作機制。結果表明,萘可均勻分散在活性層,抑制供體和受體過度聚集,從而優化了納米結構。
SCLC、GIWAXS、AFM 和 TEM 結果證明,萘處理可提高載流子遷移率和收集效率。熱穩定性試驗也表明,萘添加劑具優越的長期穩定性。
結論
本研究成功利用萘作為非富勒烯太陽電池的免熱退火揮發性添加劑,顯著提升了效率和再現性。為開發高效添加劑指明了方向,將促進非富勒烯太陽能電池的實際應用。
關鍵字：
orgain solar cells、UNIST
