精確控制光伏體異質結(BHJ)薄膜的分子結晶和垂直相分布對于提高其高性能聚合物太陽能電池(PSC)的光電性能至關重要。在此,山東大學張茂杰、國霞通過引入小分子供體(SMD),即BTR SCl,在PM6:L8-BO共混體系中實施動力學控制策略,該供體具有很強的結晶性能和與主體聚合物供體的良好相容性。
本文要點:
1) 原位光譜表征表明,BTR SCl可以有效地促進PM6從共混溶液中的聚集,并延長其在成膜過程中的自組裝時間,這導致了明確的垂直相分布,陽極富集了更有序的聚合物供體,有效促進了電荷輸運和收集,減輕了陷阱密度和能量無序,減少了能量損失。
2) PM6:BTR SCl:L8-BO三元PSCs(T-PSCs)實現了19.4%的功率轉換效率(PCE),而二元器件的PCE為18.0%。通過用D18替換PM6,三元器件的PCE進一步提高到20.0%。
Bo Cheng et.al Manipulating Crystallization Kinetics and Vertical Phase Distribution via Small Molecule Donor Guest for Organic Photovoltaic Cells with 20% Efficiency Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1039/D4EE04623D
https://doi.org/10.1039/D4EE04623D