有机太阳能电池(OSC)的发展在很大程度上依赖于材料设计,而科研工作者通过不断合成新的供体和受体材料,可以实现更高的PCE,从而使OSC极具竞争力。近日,香港理工大学Li Gang、慕尼黑工业大学Peter Müller-Buschbaum仔细研究和分析了由三种代表性溶剂浇铸的高性能施主-受主二元光伏共混物的形态特征和成膜过程。
本文要点:
1) 当溶剂从氯仿(CF)到氯苯(CB)和邻二甲苯(XY)变化时,PM6:L8-BO系统具有非常显著的效率变化。非原位表征表明,CB和XY导致PM6:L8-BO的相分离过于明显。相比之下,PM6:eC9薄膜在CB薄膜中仅具有略微增大的相分离,在XY处理的薄膜中具有更好的混合。
2) 原位观察进一步表明,eC9系统在成膜过程中的PM6聚集主导阶段比L8-BO系统更长,从而有效地抑制供体和受体的分离。当用XY处理时,作者发现PM6与受体非常混溶。此外,作者利用PTQ10对XY有机太阳能电池(OSCs)进行三元设计,实现了19.10%的优异器件效率(验证为18.77%),而相应的刮刀涂层器件也表现出18.25%的优异PCE。
Ma Ruijie et.al Revealing the Underlying Solvent Effect on Film Morphology in High-Efficiency Organic Solar Cells by Combined Ex-situ and In-situ Observations EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE00294B
https://doi.org/10.1039/D3EE00294B