无素溶剂加工有机太阳能电池的效率超过20.5%,通过反溶剂策略实现

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.
• 有机电子 有机电子

背景情况:

• 无素溶剂加工对于可持续的,工业规模的有机太阳能电池 (OSC) 生产至关重要.
• 目前的无素方法由于分子聚合和相分离差,往往导致效率较低.

研究的目的:

• 开发一种有效的抗溶剂 (AS) 策略,以提高使用无素溶剂的OSC效率.
• 为了实现高性能,环保的OSC制造,适合大规模部署.

主要方法:

• 采用了一种创新的抗溶剂 (AS) 策略,包括及时引入直角溶剂.
• 这种方法加快了光伏材料的沉,降低了溶解度,并增强了挥发,以控制聚合.
• 该策略在基于PM6:D18:L8BO-X的OSC上进行了测试,并扩展到大面积模块制造.

主要成果:

• 该AS策略优化了相位分离和纤维形态,从而实现了高效的激子解离和电荷利用.
• 基于PM6:D18:L8BO-X的OSC实现了20.51%的功率转换效率 (认证为20.12%),超过了传统方法.
• 在大面积制造 (活性面积 > 10.0 cm2) 中,实现了创纪录的 17.23% 的模块效率.

结论:

• 拟议的AS战略为高效,环保的OSC制造提供了一个实际的解决方案.
• 这种方法在各种光伏材料和溶剂系统中显示了广泛的适用性.
• 这项研究为工业规模部署先进的有机太阳能电池铺平了道路.