基于高性能G-度受体的灵活有机太阳能电池,通过温度依赖的薄膜形成过程进行优化

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:

• 巨型模量受体 (G-模量受体) 在有机太阳能电池中显示出潜力.
• 捐赠者-接受者 (D-A) 混合物的形态优化对性能至关重要.
• 有限的研究存在于优化基于G-Dimer的DA混合物形态.

研究的目的:

• 研究加工温度对PM6:G-DimerC8C10混合物形态的影响.
• 了解温度如何影响供体聚合,相位分布和设备性能.
• 确定高效率的灵活有机太阳能电池的最佳加工条件.

主要方法:

• 使用PM6供体和G-DimerC8C10受体制造有机太阳能电池.
• 在混合物制备过程中处理温度的系统变化.
• 活性层的形态特征,包括聚合和相分布.
• 设备的性能评估,包括功率转换效率 (PCE).

主要成果:

• 由于核化位点减少和扩散速度更快,加工温度的增加增强了捐赠体 (PM6) 聚合.
• 在更高的温度下观察到直径更大的纳米纤维的形成.
• 垂直相位分布发生了转移,从底部向顶部增加了供体和减少了受体含量.
• 优化的形态学导致了刺激子解离和孔运输率的提高.

结论:

• 处理温度是控制PM6:G-DimerC8C10混合物的形态的一个关键因素.
• 优化的温度 (90°C) 产生了优越的DA混合物形态和设备性能.
• 通过插槽模具涂层制造的1厘米2的柔性装置实现了14.38%的PCE记录.
• 这些发现支持扩大基于G-Dimer的有机太阳能电池应用的潜力.