在基于富勒的聚合物太阳能电池薄膜的自旋造过程中,在微小添加高沸的共同溶剂后,调节相位分离
Kuan-Hsun Lu1, Wei-Ru Wu2, Chun-Jen Su2
1Department of Chemical Engineering National Tsing Hua University Hsinchu300044 Taiwan.
Journal of applied crystallography
|December 4, 2024
概括
像1,8-di-iodo-octane (DIO) 这样的添加剂通过控制纳米尺度相位分离来改善聚合物太阳能电池膜结构. DIO加速溶剂蒸发,导致核化驱动的过程以提高性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 控制纳米尺度形态对于高效的聚合物太阳能电池 (PSC) 来说至关重要.
- 添加剂对聚合物复合材料的薄膜形成过程和最终纳米结构产生重大影响.
- 了解添加机制是优化PSC性能的关键.
研究的目的:
- 为了研究1,8-二--酸 (DIO) 对PTB7:PC71BM混合膜的纳米结构的影响.
- 阐明DIO在旋转造过程中控制相位分离中的作用.
- 为添加剂诱导的纳米结构进化提供机械洞察力.
主要方法:
- 镜面X射线和中子反射率的反射率.
- 牧场发生率小和广角X射线散射 (GISAXS和GIWAXS)
- 在X射线光电子光谱学 (XPS) 中.
- 时间分辨率的GISAXS-GIWAXS (100毫秒分辨率)
- 时间分辨率的紫外线-Vis反射率.
主要成果:
- DIO增强了PC71BM的分散,并降低了薄膜的不均性.
- 时间分辨率研究显示,在旋转抛射过程中,在1秒内发生了快速的旋点分解.
- DIO通过加快溶剂蒸发来缓解旋分解,有利于核化而不是相隔离.
结论:
- 像DIO这样的添加剂在指导旋转造膜的纳米结构演变方面发挥着至关重要的作用.
- 改变溶剂蒸发动力是添加剂控制相位分离的关键机制.
- 这些发现为通过增材工程设计高性能聚合物太阳能电池提供了宝贵的见解.
