調節活性層的形態和分子有序性對于開發高性能有機太陽能電池(OSC)至關重要。然而,由于供體/受體相容性良好和溶劑蒸發快,非富勒烯受體(NFAs)被限制在聚合物網絡內,因此增強分子堆疊仍極具挑戰性。在此,中國科學院韓艷春選擇2,5-二溴噻唑(DBrTz)可去除固體添加劑來優化成膜動力學,以增強PM6:L8-BO共混物的分子聚集。
本文要點:
1) 在成膜過程中,氯仿首先蒸發,將DBrTz捕獲在膜中(贗干膜狀態)。此后,DBrTz將逐漸揮發,持續促進L8-BO有序堆疊和聚集,直到DBrTz的揮發完成。這種行為被稱為“贗干膜中的增強聚集”,這是在其他固體添加劑中未觀察到的現象。
2) 該策略致使L8-BO具有更緊湊的π-π堆疊和有序的長程聚集。此外,DBrTz有助于增加端面取向和改善垂直分量分布。這種優化形態有助于電荷產生、傳輸和提取。因此,DBrTz處理的PM6:L8-BO OSC實現了19.4%的功率轉換效率(PCE)。
Qiang Zhang et.al Enhancing Molecular Stacking Through “Strengthened Aggregation in Pseudo-Dry Film” Strategy by Bromothiazol Additive for Efficient Organic Solar Cells Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202404507