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采用HSolar作为互连层的高性能串联有机太阳能电池

DOI：10.1002/aenm.202000823 期刊：Advanced Energy Materials 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 串联结构为实现高效有机光伏电池提供了一种实用方法，可扩展光捕获的波长覆盖范围。子电池间的互联层（ICL）对串联太阳能电池的可重复性和性能至关重要，但ICL的加工性一直是个挑战。本工作报道了采用市售材料PEDOT:PSS HTL Solar（HSolar）作为ICL空穴传输材料，制备出高度可重复且高效的串联太阳能电池。与传统PEDOT:PSS Al 4083（c-PEDOT）相比，HSolar在底层非富勒烯光活性层上具有更好的润湿性，从而提升了ICL的电荷提取性能。当使用FTAZ:IT-M和PTB7-Th:IEICO-4F作为子电池时，该串联太阳能电池实现了14.7%的功率转换效率（PCE）。为验证这些串联太阳能电池的加工性，另外三个研究团队采用相同配方成功制备了串联器件，获得的最高PCE为16.1%。随着给体聚合物的进一步开发和器件优化，设备模拟结果表明，未来不久串联电池可实现>22%的PCE。
作者： Carr Hoi Yi Ho，Taesoo Kim，Yuan Xiong，Yuliar Firdaus，Xueping Yi，Qi Dong，Jeromy J. Rech，Abay Gadisa，Ronald Booth，Brendan T. O’Connor，Aram Amassian，Harald Ade，Wei You，Thomas D. Anthopoulos，Franky So
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过采用市售材料PEDOT:PSS HTL Solar（HSolar）作为互联层（ICL）的空穴传输材料，展示高度可重复且高效串联太阳能电池的制备过程。

研究成果

该研究成功证明了HSolar作为串联有机太阳能电池中高效界面层材料的有效性，在不同实验室均实现了高光电转换效率（PCE）和良好的可重复性。结果表明，随着给体聚合物的进一步开发和器件优化，光电转换效率在不久的将来有望突破22%。

研究不足

该研究承认溶液法叠层太阳能电池的可重复性挑战及制备工艺的复杂性。虽然内连接层（ICL）工艺具有高度兼容性，但仍可能需要针对不同光活性体系进行优化。

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