Les scientifiques obtiennent des cellules solaires entièrement polymères à haut rendement grâce à des interactions de liaison non covalentes en forme de pince

Dans l'industrie photovoltaïque florissante, les cellules solaires entièrement polymères (tout PSC) attirent l'attention en raison de leur flexibilité mécanique, de leur conception légère et de leur capacité à être imprimées à basse température. Cependant, les structures moléculaires complexes des matériaux polymères des PSC posent des problèmes de contrôle des microstructures des couches actives, limitant ainsi leurs performances.

L’absence d’un cadre d’évaluation standardisé reliant les caractéristiques contrainte-déformation à la stabilité mécanique des dispositifs flexibles complique encore davantage les progrès dans l’amélioration des performances et de la stabilité des dispositifs.

Dans une étude publiée dans Sciences de l'énergie et de l'environnement Le 14 mai, des scientifiques de l'Institut de Qingdao de bioénergie et de technologie des bioprocédés de l'Académie chinoise des sciences introduisent de petites molécules avec des chaînes latérales phénylalkyle comme additifs solides.

En établissant de multiples interactions non covalentes en forme de pince avec des accepteurs de polymère, en mettant un accent particulier sur les interactions supplémentaires entre le motif d'extrémité du polymère et le terminal phényle de l'additif, les chercheurs ont considérablement amélioré à la fois les performances photovoltaïques et la stabilité mécanique de tous. Les CSP. Ils ont également mené une analyse approfondie pour élucider la corrélation entre les caractéristiques contrainte-déformation de la couche active et la stabilité mécanique du dispositif.

Selon les chercheurs, ils ont atteint une efficacité impressionnante de 19,01 % avec un facteur de remplissage de près de 80 % pour tous les PSC avec des hétérojonctions pseudo-planaires, ce qui est l'une des valeurs les plus élevées atteintes à ce jour pour tous les PSC.

Grâce à l'étude et à l'analyse de variables telles que l'allongement à la rupture, la ténacité, la déformation élastique, le module d'élasticité et la limite d'élasticité dans des scénarios de contrainte-déformation, les chercheurs ont démontré que la déformation élastique des couches actives reflète plus précisément les performances mécaniques des matériaux flexibles. dispositifs par rapport aux mesures conventionnelles telles que l’allongement à la rupture et le module élastique.

“Cette étude constitue une base importante pour l'optimisation des dispositifs flexibles et fournit des conseils essentiels pour le développement de tout PSC de nouvelle génération dotés de performances et d'une flexibilité mécanique exceptionnelles”, a déclaré le professeur Bao Xichang, auteur correspondant de l'étude.