金字塔微米结构PDMS有机太阳能电池10.18 % PCE

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:17
文章英文标题
10.18% PCE of organic solar cells with pyramid micron-structured PDMS
正文
由于有机太阳能电池( OSCs )的光捕获受限于有机材料的载流子迁移率较低，因此采用超薄活性层薄膜。本研究为提高OSCs的光捕获提供了一种可行且经济有效的方法。将金字塔状微米结构的聚二甲基硅氧烷( MST- PDMS )增透膜粘贴在OSCs的背表面。MST- PDMS薄膜可以降低入射光的反射率，增强光捕获能力。与普通氧化铟锡( ITO )玻璃基底的器件相比，采用MST- PDMS的器件性能有了显著提高。金字塔的尺寸是影响器件性能的重要因素。当金字塔宽度为9   µ m时，在不牺牲开路电压和填充因子的情况下，短路电流密度大多可以增加，PTB7 - Th：PC 71 BM基OSCs的最大功率转换效率( PCE )达到10.18 %。与未加减反膜的器件相比，PCE提高了17.96 %。此外，具有金字塔形MST- PDMS的OSCs表现出相对较高的疏水性能，从而使器件在周围环境中具有更好的稳定性。
文章内容（英文）
Since the light harvesting of the organic solar cells (OSCs) is limited by the ultra-thin active layer film due to the low carrier mobility of the organic materials. This study presents a tractable and cost-effective method for enhancement of the light capture of OSCs. A pyramid-shaped micron-structured polydimethylsiloxane (MST-PDMS) anti-reflection film was pasted on the back surface of the OSCs. The MST-PDMS film can reduce the reflectivity of incident light and enhance light capture. Comparing with that of the devices based on the normal indium tin oxide (ITO) glass substrates, the performance of the devices with MST-PDMS was significant improved. The size of the pyramid is an important factor to the performances of the devices. The short circuit current density could increase mostly without sacrificing the open circuit voltage and fill factor, when the width of the pyramid is 9 µm, and a maximum power conversion efficiency (PCE) of PTB7-Th: PC 71 BM-based OSCs reaches to 10.18%. Compared with that of the device without the anti-reflection film, PCE was increased by 17.96%. Further, the OSCs with the pyramid-shaped MST-PDMS exhibits a relatively high hydrophobic properties leading to a better stability of the devices at the ambient environment.
来源出处
Journal|[J]Solar EnergyVolume 220, 2021. PP 394-399
DOI
https://doi.org/10.1016/J.SOLENER.2021.03.075

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