通过控制梯度马兰戈尼流量,为可扩展有机光伏模块进行绿色打印
Hanlin Wang1, Siqi Liu2, Haojie Li1
1School of Physics and Materials Science/Institute of Polymers and Energy Chemistry (IPEC)/Film Energy Chemistry for Jiangxi Provincial Key Laboratory (FEC), Nanchang University, 999 Xuefu Avenue, Nanchang, 330031, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|February 10, 2024
概括
一种新的辅助溶剂策略有效地抑制了有机太阳能电池 (OSC) 中的咖啡环效应,使高性能模块能够形成均的薄膜沉积. 这一突破为高效,大面积的绿色印刷有机光伏发电铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 有机电子 有机电子
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 有机太阳能电池 (OSC) 是有前途的,但使用绿色印刷的高性能模块是有限的.
- 咖啡环效应 (CRE) 会导致不均的活性层膜,阻碍OSC模块的性能.
- 开发统一的大面积膜对于高效和可扩展的有机光伏至关重要.
研究的目的:
- 在绿色印刷的OSC中解决咖啡环效应.
- 开发一种辅助溶剂策略,以实现均的活性层膜沉积.
- 为了提高大型有机太阳能电池模块的性能.
主要方法:
- 采用了一种辅助溶剂策略,将Mesitylene (客溶剂) 纳入o-Xylene (主溶剂).
- 这种溶液优化了质性质,包括表面张力和粘度.
- 该策略诱导了马兰戈尼内部流动和溶液加厚,以抵消CRE.
主要成果:
- 实现了高度均,大面积的活性层膜,有效抑制了CRE.
- 优化的结晶和相分离改善了电荷传输和激子解离.
- 对于小面积的设备,记录了17.80%的功率转换效率,对于大面积 (1和16.94厘米2) 的设备,记录了16.71%和14.58%.
结论:
- 协同溶剂战略为开发高效,绿色印刷的有机太阳能电池提供了通用途径.
- 这种方法可以实现均的薄膜沉积,这对于可扩展和高性能OSC模块至关重要.
- 该研究克服了印刷有机电子的关键挑战,使该领域向实际应用迈进.
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