一层一层的有机太阳能电池由含有1,3,4-二醇的晶体小分子和双纤维网络形态学启用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 有机电子 有机电子
• 太阳能光伏发电是如何实现的

背景情况:

• 高性能有机太阳能电池 (OSC) 需要理想的光活性层形态,特别是双纤维网络,以优化激子扩散和电荷传输.
• 层层处理的OSC (LbL-OSC) 面临着由于分离沉积和聚合物纠而实现纯小分子受体 (SMA) 纤维网的挑战.

研究的目的:

• 设计和引入晶体小分子捐赠体 (SMD),以诱导受体阶段的相分离和分子纤维化.
• 优化供体和受体层的形态,以提高LbL-OSC的性能.

主要方法:

• 设计和合成的晶体小分子供体 (SMD):TDZ-3TR和SeDZ-3TR.
• 将SMD纳入L8-BO受体溶液中,以控制相位分离和纤维形成.
• 利用具有不同纤维素特性的捐赠聚合物PM6和D18,以优化捐赠层网络.
• 同时优化了捐赠层和接受层,以实现对光活性层形态的协同效应.

主要成果:

• 与TDZ-3TR相比,SeDZ-3TR与L8-BO的结晶性更高,混合性更低,促进了更好的相分离和受体纤维化.
• 通过结合PM6和D18聚合物,优化了捐赠层的纤维网络.
• 通过同时优化供体和受体组分,在光活性层中实现了高度理想的双纤维网络.
• 在制造的LbL-OSC中实现了令人印象深刻的功率转换效率 (PCE) 19.38%.

结论:

• 晶体小分子捐赠者可以有效地诱导相位分离和纤维化,从而改善LbL-OSCs的形态.
• 捐赠层和接受层的协同优化对于实现理想的双纤维网络至关重要.
• 开发的战略显著提高了电荷传输和激子扩散,为高性能有机太阳能电池铺平了道路.