捐赠者-接受者相互作用优化膜形成过程导致高效的有机太阳能电池和模块,使用非化溶剂制造
Xi Chen1, Yuqian Tian1, Adiljan Wupur1
1MOE Key Laboratory of Macromolecular Synthesis and Functionalization, State Key Laboratory of Silicon and Advanced Semiconductor Materials, Department of Polymer Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310058, P.R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|September 13, 2025
概括
用化二硫醇 (Tz2Cl) 化学修改聚合物供体PM6,提高了在绿色溶剂中的溶解度. 这种修改通过环保加工提高了有机太阳能电池 (OSC) 的形态和效率.
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:
- 将有机太阳能电池 (OSC) 转换为环保溶剂对于工业化至关重要.
- 在OSC的绿色制造过程中实现最佳的活性层形态仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 通过化学修改聚合物供体来解决OSC绿色制造的挑战.
- 为了研究结合化狄亚 (Tz2Cl) 分段对聚合物溶解度和混合物形态学的影响.
主要方法:
- 通过将20%的Tz2Cl段引入主链中,对聚合物供体PM6进行化学修饰,从而产生聚合物 PM6-ClTz20.
- 在非化m-烯中评估PM6-ClTz20溶解度.
- 制造和表征PM6-ClTz20:BTP-eC9混合膜以研究形态和设备性能.
主要成果:
- 聚合物PM6-ClTz20在m-xylen中具有更好的溶解性.
- Tz2Cl单元增强了供体-受体的静电吸引力,延长了核和晶体生长,导致细相隔域和更大的晶体大小.
- 在PM6-ClTz20:BTP-eC9系统实现高功率转换效率 (PCEs) 的19.04% (小面积) 和16.71% (迷你模块).
结论:
- 捐赠者-接受者相互作用在调节膜形成过程和优化OSC中的混合形态学方面发挥着至关重要的作用.
- 聚合物供体的化学修饰为使用绿色溶剂的可持续和可扩展的OSC制造提供了一个可行的策略.
- 开发的聚物PM6-ClTz20证明了高性能,环保的有机太阳能电池的潜力.
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