Optoelettronico p- tipo coniugato polimero dal donatore e uno strato derivato fullerene fullereni o miscelati recettore attiva tipo n- semiconduttore organico interposto tra l'elettrodo conduttore trasparente e un elettrodo di metallo composto, avente una soluzione di elaborazione, e una dispositivi leggeri e flessibili traslucidi e altri vantaggi possono essere preparati, negli ultimi anni diventato un campo di ricerca caldo dell'energia globale. applicazioni commerciali dispositivo opto devono raggiungere un'elevata efficienza, elevata stabilità, e basso costo dipende principalmente allo sviluppo di materiali fotovoltaici.
Dal 1995 Alan J. Heeger e introdotto il concetto di eterogiunzione bulk, Materiali polimerici solari fotovoltaici e dispositivi per ottenere uno sviluppo sostenibile. Nelle fasi iniziali dello studio, la scarsa efficienza del dispositivo, l'obiettivo principale della ricerca è di migliorare fullerene derivato polimero accettore efficienza materiale fotovoltaico attraverso la progettazione e la sintesi di un sistema a banda stretta, un ampio assorbimento ed avente un livello HOMO inferiore del materiale donatore fotovoltaico, e un più alto livello di energia LUMO del dispositivo per aumentare la corrente di corto circuito tensione a circuito aperto e l'efficienza di conversione dell'energia. Negli ultimi anni, con il gap di banda stretta non fullerene n- tipo materiali semiconduttori accettori organici, e una larga banda gap fotovoltaico polimerico assorbente complementare ad esso per lo sviluppo del corpo di materiale fotovoltaico, una cella solare a polimeri migliorare l'efficienza di conversione energetica per rapido, efficiente laboratorio recente piccola area del dispositivo ha superato il 12 al 13 per cento di essere ostacoli pratici allo sviluppo. Pertanto, migliorando la stabilità e riducendo i costi è diventata una realizzazione pratica di celle solari polimeriche chiave. Tuttavia, i materiali fotovoltaici ad alta efficienza correnti sono stati riportati struttura prevalentemente complessa, sintesi è difficile, molto difficile soddisfare le esigenze delle applicazioni commerciali. basso sviluppo materiale fotovoltaico economicamente efficiente sarà una grande sfida celle solari polimeriche per applicazioni commerciali.
Con il sostegno della Fondazione Nazionale di Scienze Naturali della Cina e l'Accademia Cinese delle Scienze sul progetto, Accademia Cinese delle Scienze, Accademia cinese delle Scienze Istituto di Chimica, Laboratorio di organici solidi Institute ricercatore ricercatori Lee Wing-Fang Group Research ha recentemente progettato e sintetizzato polimero ad un materiale efficiente a basso costo PTQ10 (struttura molecolare mostrata in Figura a). PTQ10 dA è un copolimero di una struttura semplice in cui un anello di tiofene come unità, chinossalina come unità accettore. catene laterali alcossi introdotte nella chinolina, chinossalina polimerizzazione al fine di migliorare e aumentare la solubilità della luce materiale assorbente, introdurre un livello HOMO atomo di fluoro-sostituito bis del polimero al fine di ridurre e migliorare la mobilità foro. la molecola può essere un doppio stadio di sintesi, partendo materiale economico (fIG. c), ottenendo quasi il 90% resa totale, in modo che il costo del materiale è notevolmente ridotto. soprattutto, l'uso di PTQ10 donatore optoelettronici struttura relativamente semplice dell'IDIC tipo N- semiconduttore organico (pannello a) è un recettore prodotta (vedi struttura del dispositivo fIG b) di massima efficienza di conversione dell'energia del 12,70%, mentre l'efficienza della struttura inversa del dispositivo ha raggiunto 12.13% (come confermato dall'Istituto Cina dell'efficienza metrologia 12%). Nel frattempo, lo spessore dello strato attivo nell'intervallo 100nm alla gamma 300nm dell'efficienza dispositivo può essere superiore al 10%, che è molto grande area del dispositivo preparata benefico. Polimeri e altri ad alto rendimento di corrente riportati in letteratura più del 10% PV donatore materiale rispetto, PTQ10 o hanno una vantaggi molto importanti (figura d, e) i passaggi sintetici, la resa e l'efficienza.
Considerando il basso costo, alta efficienza, e non è sensibile allo spessore, ecc, PTQ10 grande promessa come un polimero a polimero cellulari applicazioni commerciali materiale solare di questo lavoro nel 21 febbraio "La natura - comunicazioni", pubblicato (Nat Commun. 2018, 9, 743).
(A) la struttura molecolare del donatore e accettore dell'IDIC di PTQ10; (b) uno schema di configurazione di un dispositivo a batteria; Scheme (c) PTQ10 di; (d) e (e) un donatore di cellule fase di sintesi materiale solare polimero e resa confronto di efficienza di fIG.
