由于開發了具有優異結晶度和與供體聚合物有效相互混合的高效非富勒烯受體,有機太陽能電池(OSC)的功率轉換效率(PCE)已達到適合商業應用的水平。盡管如此,這些OSC的運行穩定性差仍然是一個重大瓶頸,從而限制了其實際應用。為了解決這個問題,墨尼黑工業大學Peter Müller-Buschbaum研究了使用四種不同的受體(BTP4F、IT4CL、IT4F和PC71BM)與共軛聚合物供體(PBDBT-2F)共混制備的活性層,相應的OSC具有明顯不同的π-π堆疊特性。
本文要點:
1)作者利用操作實驗來檢查OSC在AM 1.5G光照下操作時活性層形態的時間演變。作者發現,在設備運行后,所有類型設備的有源層都會發展出更精細的結構。此外,在π-π堆疊相對較差的OSC初始操作階段,中等尺寸疇的形態受到更大的影響,這導致這些器件的性能衰減更嚴重。
2) 此外,PCE的下降主要歸因于填充系數(FF)的下降,衰減曲線顯示出與結構收縮相似的趨勢。作者發現,與具有良好π-π堆疊的混合施主-受主系統相比,具有顯著面上結晶度的混合施主/受主系統的活性層形態穩定性不是最佳的。
Xinyu Jiang et.al Operando study of the influence of small molecule acceptor on the morphology induced device degradation of organic solar cells with different π-π stacking EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE02527F
https://doi.org/10.1039/D3EE02527F