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南昌大学/江西师范大学陈义旺课题组 EES:调控电荷迁移和液体流动动力学使刮涂准平面异质结有机太阳电池效率超过了19%

高分子科技  · 公众号  · 化学  · 2024-08-15 13:15

主要观点总结

本文介绍了采用顺序沉积工艺植被的准平面异质结有机太阳能电池的研究进展。研究团队通过结合顺序刮涂工艺和纳米压印技术,有效地设计活性层垂直形貌,改善电荷传输/收集,调节液体流动改善相分离行为。采用不同微图案处理的PM6薄膜对受体油墨流动的影响以及电荷迁移和垂直相分离形态的影响进行了系统研究。结果表明,采用合适图案的纳米压印辅助电荷迁移策略可以优化活性层的垂直梯度分布,实现优越的器件性能。该研究成果对于提高有机太阳能电池的功率转换效率和稳定性具有重要意义。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

随着有机太阳能电池的发展,准平面异质结因其良好的相容性和规模化制造潜力受到关注。

关键观点2: 研究问题

如何在PPHJ型OSCs中精确调整D/A互穿性以构建理想的垂直梯度分布和规则的电荷传输通道。

关键观点3: 研究方法

结合顺序刮涂工艺和纳米压印技术,通过微图案设计调控活性层形貌。

关键观点4: 研究结果

采用不同微图案处理的PM6薄膜对受体油墨流动和电荷迁移的影响进行了系统研究,实现了高PCE的PPHJ型OSCs。

关键观点5: 研究结论

采用合适图案的纳米压印辅助电荷迁移策略可以优化活性层的垂直梯度分布,实现优越的器件性能,为PPHJ型OSCs的发展提供了新思路。


文章预览

点击上方 “ 蓝字 ” 一键订阅 顺序沉积工艺植被的准平面异质结 (PPHJ) 有机太阳能电池 (OSCs) 因其与大面积叶片涂层 (BC) 的良好相容性以及实现规模化高通量制造的潜力而受到广泛关注。与体异质结 (BHJ) OSCs 相比,将 给体 (D) 和受体 (A) 分别作为两个分离的处理步骤进行顺序沉积,可以控制 D/A 的组成梯度并优化垂直相分布,提供足够的激子解离界面和载流子传输通道,从而使 PPHJ 型 OSCs 的功率转换效率 (PCE) 超过 19% 。此外,垂直的 D/A 分布有效地促进了电荷的产生,同时抑制了电荷的重组,从而获得了良好的短电流密度 ( J SC ) 和填充因子 (FF) 。然而,由于 D/A 的溶解度相似,很难找到一对合适的正交溶剂来有效抑制受体溶液对施主膜的侵蚀,从而导致 给体膜的均匀性被破坏。给体将与受体重新溶解形成类似 BHJ 的结构,这将增加 D/A 界面。然而, ………………………………

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