3D挥发性固体添加剂:增强分子结晶性,延长二进制有机太阳能电池的刺激寿命,达到19.57的效率
Junting Yu1, Fei Wang1, Yanan Hao1
1School of Materials Science and Engineering, Jiangsu Collaborative Innovation Center of Photovoltaic Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou, 213164, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 19, 2025
概括
新的3D挥发性固体添加剂,2-二 (BB) 和2,2′-二二 (DBB),优化有机太阳能电池 (OSC) 形态. 这可以提高功率转换效率 (PCEs) 到19.57%,通过改进分子包装和相位分离.
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:
- 控制活性层形态对于有机太阳能电池 (OSC) 的性能至关重要.
- 三维 (3D) 挥发性固体添加剂为形态控制提供了一个有希望的,但尚未被充分探索的方法.
- 了解这些添加剂的作用机制对于进一步的进展至关重要.
研究的目的:
- 引入和研究两种新的3D挥发性固体添加剂:2-二 (BB) 和2,2′-二 (DBB).
- 阐明这些添加剂影响OSCs活性层形态和性能的机制.
- 在各种OSC系统中展示这些添加剂的普遍性和潜力.
主要方法:
- 在OSC中合成和应用BB和DBB作为3D挥发性固体添加剂.
- 活性层形态的表征,包括分子包装和相分离,使用热等技术.
- 使用添加剂的OSC的设备制造和性能测试,测量功率转换效率 (PCE).
主要成果:
- BB和DBB有效地诱导了分子包装,并促进了供体和受体材料的自我组装.
- 优化的活性层表现出增强的分子结晶性和有利的相位分离.
- 使用BB和DBB的OSC分别实现了18.07%和19.03%的PCE,超过了没有添加剂的设备 (17.06%).
- 一个经过DBB处理的OSC通过[2-(9H-carbazol-9-yl) ethyl]phosphonic acid (2PACz) 孔输送层实现了创纪录的PCE19.57%.
- 在PM6:Y6和D18:Y6系统中,DBB已经证明了广泛的适用性.
结论:
- 像BB和DBB这样的3D挥发性固体添加剂有效控制OSC活性层形态.
- 这些添加剂增强了分子包装,结晶性和相分离,从而提高了设备的性能.
- DBB显示出作为高效有机太阳能电池的通用添加剂的巨大潜力.
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