全聚合物太陽(yáng)能電池(全PSC)雖然具有材料穩(wěn)定性、高機(jī)械柔性和光伏效率對(duì)厚度變化的低靈敏度等優(yōu)點(diǎn),但仍然存在不能滿(mǎn)足應(yīng)用的光伏性能。這主要是由于聚合物供體-受體界面的形態(tài)控制困難,受到強(qiáng)烈的分子間相互作用和糾纏效應(yīng)的影響。近日,北京航空航天大學(xué)張淵、國(guó)家納米科學(xué)中心周惠瓊、Zhang Hong、上海交通大學(xué)Zhang Ming通過(guò)原位光學(xué)和結(jié)構(gòu)分析揭示了基于溶液的順序沉積(SSD)制備PSC中界面形態(tài)的演變。
本文要點(diǎn):
1) 研究發(fā)現(xiàn),通過(guò)將類(lèi)似小分子BTA3作為膨脹劑引入供體-宿主中,可以實(shí)現(xiàn)有利的溶解/膨脹效應(yīng),這改變了共混物中的插值、聚合物供體的結(jié)晶質(zhì)量和受體的滲透,最終導(dǎo)致優(yōu)化的贗平面異質(zhì)結(jié)形態(tài)。
2) 在形態(tài)學(xué)建立過(guò)程中,BTA3膨脹劑在促進(jìn)光活性層中的長(zhǎng)程分子有序性方面起著至關(guān)重要的作用,這改善了載流子輸運(yùn)并減少了復(fù)合損失。基于PM6+BTA3/PY-IT的全PSC在小面積(0.04 cm2)和大面積(1 cm2)器件上產(chǎn)生了優(yōu)異的光伏效率,分別為19.39%和17.71%。
Weichao Zhang et.al Dissolution swelling effect-assisted interfacial morphology refinement enables high efficiency all-polymer solar cells EES 2024
DOI: 10.1039/D4EE04585H
https://doi.org/10.1039/D4EE04585H