将聚合物捐赠者的聚合能力与有机太阳能电池的薄膜形成动力联系起来,以提高效率和可加工性
Dingding Qiu1,2,3, Chenyang Tian1,3, Hao Zhang1,3
1CAS Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing, 100190, China.
研究人员通过修改聚合性质,为有机太阳能电池开发了新的聚合物供体. 这种对薄膜形成动学的优化导致了功率转换效率 (PCE) 的提高,并使使用非化溶剂的大面积设备制造成为可能.
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:
- 膜形成动力学对于有机太阳能电池 (OSC) 的性能至关重要.
- 控制聚合物聚合会影响分子可加工性和功率转换效率 (PCE).
研究的目的:
- 通过引入三甲基替代化单位来调节D18聚合物的聚合能力.
- 为了研究胺单元位置 (para-vs. meta-) 对薄膜形成动力学和OSC性能的影响.
- 使用非化溶剂和可扩展的制造方法开发高效的OSC.
主要方法:
- 合成了两个三元随机共聚合聚合物,D18─N-p和D18─N-m,与不同位置的胺单元.
- 分析了材料聚合,膜形态和与受体L8-BO的相互作用.
- 使用槽模涂层制造的小面积和大面积 (1厘米2和43厘米2) 的OSC设备和模块.
主要成果:
- 引入胺单元减少了聚合,改变了薄膜形成动力学,扩大了纤维大小,改善了载体动力学.
- D18─N-p获得了18.82%的PCE (19.45%与接口工程).
- D18─N-m-10在o-xylen中具有良好的溶解性,在大面积的设备和模块中通过槽模涂层实现了高PCE的13.07% (1 cm2) 和12.43% (43 cm2).
结论:
- 调节聚合物供体聚合是优化膜形成动力学的关键,以实现高效的OSC.
- 开发的聚合物和加工策略使高性能和可扩展的OSC制造成为可能.
- 这项工作突出了非化溶剂在可持续OSC制造中的潜力.
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