高速槽模涂层与捐赠者优先快速聚合动力学,以改善环保有机太阳能电池的形态和效率

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源技术可再生能源技术
• 有机电子 有机电子

背景情况:

• 可溶液加工的有机太阳能电池 (OSC) 提供了生态相容的生产潜力.
• 在高速涂层过程中控制形态的挑战阻碍了用于高吞吐量制造的OSC技术的扩展.
• 现有的方法难以有效控制复杂的形态演变,特别是使用环保溶剂.

研究的目的:

• 开发一种有效的控制策略,用于在OSCs的高速涂层过程中对形态演变进行控制.
• 通过使用环保溶剂,使OSC的高通量制造成为可能.
• 提高电力转换效率 (PCE) 和OSC的制造容忍度.

主要方法:

• 提出了一个以捐助者为优先事项的快速聚合过程 (DP-RAP) 方案.
• DP-RAP调整了活性层混合物中供体和受体成分的聚合动力学.
• 该过程应用于PM6:BTP-eC9有机太阳能电池,其涂层在超高速度 (高达500毫米s-1).

主要成果:

• 通过DP-RAP,可以形成具有良好的晶体性纳米级光纤网络结构.
• 这种形态导致了平衡的载体运输和减少重组损失.
• 功率转换效率 (PCE) 在500mms-1.1涂层的设备中从14.3%提高到17.4%.
• 基于DP-RAP的设备在广泛的涂层速度 (20-500 mm s−1) 中保持了~17.4%的稳定PCE.

结论:

• 该DP-RAP方案有效地解决了在高速,环保的OSC制造过程中控制形态的挑战.
• 这种方法显著增强了PCE,并在制造速度上显示了广泛的适用性.
• DP-RAP代表了对高效有机太阳能电池的实用,大规模生产的有希望的战略.