使用绿色溶剂升级高效有机太阳能电池的途径:从实验室到工厂过渡中的设备光物理学的研究

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 有机电子 有机电子
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 非富勒烯受体 (NFAs) 在实验室环境中将有机太阳能电池 (OSC) 的效率提高到20%以上.
• 将高效实验室规模的OSC转换为可扩展的滚滚制造面临着绿色溶剂使用和理解性能差距的挑战.
• 在升级过程中,电荷载体动态对于优化OSC至关重要.

研究的目的:

• 通过使用插槽模具涂层来证明冠军OSC设备的可重复制造.
• 研究处理溶剂与沉积技术对PM6:Y12混合物中电荷载体动态的影响.
• 为实验室规模的优化和升级确定最佳的制造策略.

主要方法:

• 槽模涂层被用于制造有机太阳能电池.
• 评估了功率转换效率 (PCE) 和最佳厚度.
• 分析了电荷载体动力学,包括双分子重组和有效移动性.
• 处理溶剂 (o-xylen与CB) 和沉积技术 (槽模与叶片涂层) 的比较.

主要成果:

• 通过保持最佳厚度,通过使用槽模涂层实现了14%PCE的冠军设备的可重复制造.
• 处理溶剂对电荷载体动态的影响比PM6:Y12混合物的沉积技术更大.
• 与CB处理的设备相比,与o-xylen处理的设备显示双分子重组的40%减少和有效移动性的70%增加.
• 叶片涂层表现出与槽模涂层相似的载体动力学.

结论:

• 处理溶剂的选择对于优化非富勒烯接受器有机太阳能电池中的电荷载体动态至关重要.
• 与CB相比,O-烯是一种优越的溶剂,可以增强电荷载体的移动性并减少重组.
• 叶片涂层为实验室规模的优化提供了可行和高效的替代方案,密切模仿了用于升级的槽模板涂层的性能.