FNS-SD方法制备的电池解决了有机太阳能电池中聚合物存在的差异难题

近期,北京航空航天大学化学学院孙艳明教授和上海交通大学刘烽教授合作,在nature communications 上发表题为“optimized active layer morphology toward efficient and polymer batch insensitive organic solar cells”的研究论文,报道了一种对聚合物批次不敏感的高性能有机太阳能电池的制备方法。
有机太阳能电池由于轻质、半透明、可溶液加工等优点受到了科研界和工业界的广泛关注。调控活性层形貌使其形成理想的双连续互穿网络结构是制备高性能有机太阳能电池的关键。而在活性层的成膜过程中,成膜动力学影响着薄膜的最终形貌。混合溶液旋涂法是实验室制备太阳能电池活性层的最常用方法,其成膜速度快;与旋涂法相比,工业印刷法成膜速度相对较慢。在不同时间尺度内,给受体材料的结晶和相分离行为不同,因此,如何有效调控不同成膜条件下的活性层形貌是一个很大的挑战。
图1:(a) pt2与y6的分子式; (b) 逐层沉积法制备流程示意图;(c) 逐层沉积法(sd)与旋涂法(bc)制备的有机太阳能j-v特性曲线; (d) 缝模印刷法制备的大面积有机太阳能j-v特性曲线;(d)基于批次pt2的sd和bc有机太阳能的j-v特性曲线。
在本研究中,作者结合他们前期提出的“纤维网络策略(fns)”与逐层沉积法(sd),实现了对活性层形貌的有效控制,成功制备了大面积且对聚合物批次不敏感的高效率有机太阳能电池。pt2给体聚合物先形成纤维网络薄膜,然后y6受体小分子扩散到到纤维网络中,从而形成理想的给受体互穿网络形貌。逐层沉积法制备的有机太阳能电池光电转换效率高达16.5%(中国计量院认证效率为16.1%)。作者利用狭缝涂布法制备了大面积sd器件,当器件有效面积为0.8 cm2时,光电转换效率为14.6%。此外,作者发现相比较于直接旋涂法,fns-sd方法提高了pt2聚合物的结晶性,减弱了pt2和y6间相互作用,可以更有效调控活性层形貌,且形貌对聚合物批次不敏感,基于不同聚合物批次的有机光伏器件效率均高于16%。
fns-sd方法制备的太阳能电池器件对聚合物批次呈现出较高的耐受性,从而解决了有机太阳能电池中聚合物存在的批次性差异难题。这一策略为有机太阳能电池的产业化提供了重要技术支撑。


氢氟酸溶液中多孔硅的形成
精密MEMS传感器实现新的导航应用
OPPOR15拍照怎么样
如何用工业数采网关采集PLC控制器数据
讯维LED大屏幕处理器:高清画质与流畅操作的关键
FNS-SD方法制备的电池解决了有机太阳能电池中聚合物存在的差异难题
“数字经济企业TOP500”研究成果发布 软通动力荣登评选
网件Orbi分布式路由系统:十年前装修没有网线,十年后也不需要
智能停车机器人即将入驻大兴国际机场
AWS为其三项AI服务发布了新功能
EMC测试天线关键术语介绍
独立5G网络将改变军事行动
如何设计电机绕组的三相关系
CMRR及其与ADC失调误差的关系详解
多核学习方法的三大类别介绍
MCU是控制电子产品的大脑,它是如何构成的
智能制造系统的结构模式
过流保护电路图
2023年光伏逆变器的导热灌封胶市场需求,氧化铝导热填料作用
红外荧光技术在淋巴系统检测中的应用