江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

知研光电材料|孙艳明&刘峰：“两步连续沉积”法解决聚合物批次对有机太阳能电池的影响


北京联盟_本文原题：孙艳明&刘峰：“两步连续沉积”法解决聚合物批次对有机太阳能电池的影响
近几十年来 ， 本体异质结（BHJ）有机太阳能电池（OSC）以其重量轻、成本低、可通过溶液加工制造柔性大尺寸器件等优点而备受关注 。 实现能平衡激子解离和电荷传输的理想BHJ形态是实现高效OSCs的先决条件 。 在薄膜沉积过程中 ， 干燥动力学对BHJ形貌的形成起着至关重要的作用 ， 而BHJ形貌决定了结晶区和混合区最终的纳米结构 。 旋涂是实验室制备BHJ薄膜的常用方法 ，薄膜可以很快形成 ， 并锁定了形貌 。 在印刷制造方面 ， 与旋涂方法相比 ， 溶剂的蒸发速度更慢 ， 这是由于在较长的时间范围内 ， 材料在结晶和相分离中的热力学和动力学不同 ， 因此形态更加难以预测 ， 在不同的成膜工艺(实验室规模的旋涂与工业印刷相比)下控制BHJ的形貌仍然是OSCs商业化的挑战 。
知研光电材料|孙艳明&刘峰：“两步连续沉积”法解决聚合物批次对有机太阳能电池的影响
本文插图

为了控制有源层的形貌 ， 北京航空航天大学孙艳明课题组和上海交通大学刘峰课题组提出了一种两步连续沉积（SD）的方法 。 这种方法提供了一种控制活性层形态的途径 ， 其中给体和受体依次沉积 。 第一层仅进行简单的溶液蒸发诱导结晶 ， 可以消除复杂的材料相互作用和相分离 。 通过选择溶剂和干燥时间 ， 可以很容易地控制结晶特性 。 第二层的形貌可以通过结晶的基本性质和与第一层材料的相容性来控制 。 通过选择合适的溶剂和干燥速度 ， 可以高度控制第二层材料向第一层材料的溶胀诱导扩散 。 这种薄膜的制作 ， 再加上适当的第一层结构 ， 在形态控制上是非常有用的 。
知研光电材料|孙艳明&刘峰：“两步连续沉积”法解决聚合物批次对有机太阳能电池的影响
本文插图

【知研光电材料|孙艳明&刘峰：“两步连续沉积”法解决聚合物批次对有机太阳能电池的影响】他们还展示了一种纤维网络策略（FNS）来控制osc的BHJ形态 。 在FNS中 ， 聚合物纤维为空穴传输提供了一个高速通道 ， 而小分子受体（SMA）位于纤维网络之间执行电子传输 ， 从而可以制备出理想的BHJ互穿网络结构 。 FNS与SD的耦合 ， 只需在第一层使用一个已建立的聚合物纤维网络 ， 就可以找到一条优化形态结构的途径 ， 其中非富勒烯受体分子可以扩散到更发达的纤维网中形成双连续的网络形态 。 利用共轭聚合物PT2作为供体 ， 在规整的薄膜中自组装成清晰的纤维结构 ， 以小分子Y6为受体 ， 通过溶胀很容易将其引入底层 ， 实现了概念的验证 。 两步法制备的PT2晶体纤维结构完整 ， 非晶区与Y6受体混合良好 ， 易于优化 ， 获得了良好的形貌 。 规定的形貌保证了PT2和Y6之间较大的界面面积和高效的传输网络 。 因此 ， 实现了高达16.5%(认证为16.1%)的光电转换效率(PCE) ， 这是迄今为止报道的SD OSCs的最高PCE值 。 该方法应用于槽模印刷的大面积器件制作中 ， 有效面积为0.8cm2的器件的PCE为14.6% 。 FNS-SD的制造方法充分发挥了材料的性能 ， 并减少了不可控制的相互作用 ， 这表明材料具有很高的适应性 。 合成了不同分子量和多分散度的PT2聚合物 ， FNS-SD工艺使器件性能高度均匀 ， 解决了OSC中聚合物批次差异带来的问题 。


    推荐阅读


    上一篇：世界展览服务联合会|2020郑州纺织制衣工业技术展览会|郑州缝制设备展览会|郑州纺织展 | 官 宣

    下一篇：邓氏切铝机|断桥铝门窗品质保障成难题？老客户离去的背后，双头锯责任不轻！