Преимущества макромолекулярных систем перилендиимида для повышения эффективности фотоэлементов

Учёные выявили преимущества макромолекулярных систем перилендиимида: это поможет предотвратить потери энергии и деградацию солнечных батарей.

Исследователи из ФИЦ ПХФ и МХ РАН и ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова РАН обнаружили взаимосвязь между размерами молекул производных перилендиимида, используемых в качестве электрон-транспортных слоёв, и итоговыми характеристиками устройств.

Учёные синтезировали три производных PDI путём использования тиофенового линкера: мономер, формальный димер и полимер. Такой подход позволил напрямую изучить влияние размера молекулы на оптоэлектронные, электро-физические, морфологические свойства электрон-транспортного слоя, а также производительность солнечных батарей с их содержанием.

Метод инфракрасной сканирующей ближнепольной оптической микроскопии с возможностью нанометрового разрешения показал, что плёнка полимерного PDI обладает наиболее однородной морфологией и с меньшей плотностью дефектов по сравнению с плёнками более низкомолекулярных аналогов. При этом наименее качественная морфология была продемонстрирована для мономерного производного PDI.

Детальное изучение трёх родственных молекул разного размера подтвердило предположения о преимуществе макромолекулярных систем перед низкомолекулярными производными перилендиимида. Учёные также продемонстрировали чёткую взаимосвязь между однородностью плёнки электрон-транспортного слоя, электрическими характеристиками и операционной стабильностью перовскитных солнечных батарей с p-i-n конфигурацией.

Результаты исследования опубликованы в журнале «Synthetic Metals»  .

Источник: Пресс-служба ФИЦ ПХФ и МХ РАН