有機(jī)光伏電池具有17％的效率和出色的可加工性

有機(jī)光伏(OPV)電池由于其輕巧，靈活和低成本的溶液處理優(yōu)勢(shì)而吸引了相當(dāng)多的研究興趣。隨著有機(jī)光敏材料的發(fā)展，特別是新興的非富勒烯電子受體(NFA)，OPV電池近年來(lái)的功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)超過(guò)16%。然而，這些裝置通常在實(shí)驗(yàn)室中在小于0.1cm 2的小區(qū)域通過(guò)旋涂法制造，這不適合于將來(lái)的大規(guī)模生產(chǎn)。

對(duì)于旋涂工藝，濕膜由于高速旋轉(zhuǎn)而迅速干燥。但是，當(dāng)使用刮涂，狹縫模頭涂布和噴涂等大面積涂布方法時(shí)，濕膜緩慢干燥。溶劑揮發(fā)速率的顯著降低為有序分子排列和聚集提供了更長(zhǎng)的時(shí)間，這可能導(dǎo)致在活性層中形成更大的疇尺寸或過(guò)度的相分離。因此，通過(guò)大面積制造方法制造高效的OPV電池仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

最近，由中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的侯建輝教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組對(duì)BTP-4Cl(一種著名的NFA Y6的衍生物)的烷基鏈進(jìn)行了精細(xì)優(yōu)化，并合成了一系列新的NFA BTP-4Cl-X(X = 8、12或16)。他們將新的NFA用于制造大面積涂覆的OPV電池，并取得了良好的效果。這項(xiàng)名為“ 具有出色可加工性的17%效率的有機(jī)光伏電池 ”的研究發(fā)表在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》上。

研究人員成功地證明，在基于BTP-4Cl-12 的小面積(0.09 cm 2)OPV細(xì)胞中，PCE高達(dá)17%。當(dāng)使用刮涂法擴(kuò)展有效面積時(shí)，1 cm2的OPV電池獲得了15.5%的出色PCE，這是迄今為止OPV電池領(lǐng)域的最高值。通過(guò)與西安交通大學(xué)的馬偉教授密切合作，他們發(fā)現(xiàn)BTP-4Cl-12具有平衡的溶液可加工性和聚集特性。結(jié)果，葉片涂膜顯示出非常好的相分離形態(tài)，這有助于高載流子傳輸并抑制了OPV 電池中的電荷復(fù)合。這項(xiàng)工作表明光活性材料化學(xué)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化對(duì)大面積生產(chǎn)具有重要意義。

鄭重聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息之目的，如有侵權(quán)行為，請(qǐng)第一時(shí)間聯(lián)系我們修改或刪除，多謝。

推薦內(nèi)容