在PM6:L8-BO三元有机太阳能电池中通过预聚合和可混合性匹配来优化形态学
Chuyue Wei1, Junwei Zhang1, Jing Deng1
1Jiangxi Province Key Laboratory of Lithium-ion Battery Materials and Application, School of Physics and Materials Science, Nanchang University, Nanchang, Jiangxi 330031, China.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|November 11, 2024
概括
添加D18作为第三个组件通过创建最佳的纳米结构来提高有机太阳能电池性能. 相比之下,N2200的添加阻碍了性能,原因是混合性差和形态不良.
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:
- 非富勒烯有机太阳能电池 (OSC) 依赖于精确的活性层形态来有效生成和传输电荷.
- 三级混合物提供了一个调整形态和提高OSC性能的途径,但需要仔细选择组件和溶剂.
研究的目的:
- 阐明预聚合和可混合性匹配在三元OSCs中控制活性层形态学中的作用.
- 了解不同的第三成分 (D18和N2200) 和溶剂 (和o-xylen) 如何影响基于PM6:L8-BO的OSCs的形态和性能.
主要方法:
- 使用表面能量分析计算了组件和混合物的吉布斯自由能量.
- 使用点压缩方法确定了Flory-Huggins相互作用参数.
- 使用原子力显微镜 (AFM) 和传输电子显微镜 (TEM) 分析形态.
主要成果:
- D18的加入提高了设备的性能,而N2200的加入降低了它.
- D18,PM6和L8-BO显示出更好的预聚合匹配,导致有利的混合性和纳米结构形成.
- D18诱导L8-BO结晶成纳米纤维,形成一个可取的双纤维网络与PM6高效的电荷转移.
- N2200与L8-BO的混合性较差,导致形态不理想,设备性能降低.
结论:
- 预聚合和混合性匹配是控制三元OSC中活性层形态的关键因素.
- 基于这些匹配原则的溶剂和第三组件的合理选择可以指导高性能三元OSC的开发.
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