北理工在小分子有機(jī)太陽能電池優(yōu)化策略方面取得進(jìn)展
發(fā)布日期：2021-08-20 供稿：化學(xué)與化工學(xué)院 攝影：化學(xué)與化工學(xué)院
編輯：隆哲源 審核：王振華 閱讀次數(shù)：
近日，北京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院碩士研究生蔣夢云以第一作身份在國際頂級期刊ACS Energy Letters發(fā)表題目為“Two-Pronged Effect of Warm Solution and Solvent-Vapor Annealing for Efficient and Stable All-Small-Molecule Organic Solar Cells”的研究論文,。北京理工大學(xué)為第一通訊單位,，北京理工大學(xué)安橋石特別研究員、王金亮教授和北京交通大學(xué)張?？〗淌跒楣餐ㄓ嵶髡?。本研究得到了國家自然科學(xué)基金，北京市自然科學(xué)基金和北京理工大學(xué)青年教師學(xué)術(shù)啟動計(jì)劃等項(xiàng)目的資助及北京理工大學(xué)分析測試中心的支持,。
有機(jī)太陽能電池（organic solar cells,，OSCs）具有原材料豐富、質(zhì)量輕,、柔性,、半透明、多彩,、可大面積制備等一系列的獨(dú)特優(yōu)勢,，是一種有潛力的綠色光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，符合我國可持續(xù)發(fā)展要求,，已成為當(dāng)今新能源領(lǐng)域最富有生機(jī)和活力的研究前沿之一,。小分子材料具有明確的分子結(jié)構(gòu)、批次穩(wěn)定性好,、易制備和純化等優(yōu)勢,。基于小分子給受體材料的OSCs展現(xiàn)出巨大商業(yè)化潛力,。然而,，由于小分子有源層形貌敏感且難以調(diào)控，其效率遠(yuǎn)落后于其它類型的OSCs,。
不同處理工藝對有源層表面形貌和體形貌的影響
在本項(xiàng)研究中,，研究者采用了熱溶液(warm solution, WS)和溶劑熏蒸退火(solvent-vapor annealing，SVA)雙管齊下的策略來調(diào)控小分子有源層的形貌,。其中WS不僅能夠提升給受體材料(B1和BTP-eC9)的溶解度,，而且在成膜過程中能夠加速溶劑揮發(fā)，減少成膜時間,，使有源層中分子分布更加均勻,，形成光滑無孔的混合薄膜,；SVA可調(diào)控成膜后的分子動力學(xué)，延長分子自組裝時間,。通過控制SVA時間可優(yōu)化有源層中的相分離和分子排布,。通過WS+SVA的協(xié)同作用，有源層形貌得到較大改善,，提升了器件的光子俘獲,、激子解離、載流子傳輸和收集,，從而使其獲得15.68%的效率,，這是當(dāng)時二元小分子OSCs的最高效率值。
文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c01289
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