尽管有机太阳能电池(OSC)在功率转换效率(PCE)方面取得了巨大进展,但挑战仍然是扩大与工业生产条件兼容的高性能OSC,即后处理不敏感、非卤化溶剂、大面积印刷、在大气环境下加工等。近日,常州大学Zhu Weiguo、香港理工大学Li Gang报道了低聚半导体通过调节预聚集和结晶动力学实现高效露天处理有机太阳能电池。
本文要点:
1)两种A-D-A-D-A型低聚物(命名为5BDDBDT-F和5BDBDT-Cl)被设计和合成以结合到二元OSC中。作者进行了非原位和原位表征,以揭示潜在的工作机制,并且液-液和液-固两相过渡可以协同调节,以促进二元混合物的分子排列。得益于结晶度的提高,低聚物可以作为桥接剂来修复界面缺陷,从而减少陷阱辅助的复合损失,进而减少非辐射复合损失。
2) 使用非卤化溶剂(邻二甲苯),在没有任何后处理的情况下,基于PM6:5BDDT-F:BTP-eC9三元OSC实现了最佳的性能,PCE为18.32%,VOC为0.850V,FF为79.15%,并且基于PM6:5 BDDT-Cl:BTP-eC9三元OSCs获得了18.43%的PCE,VOC为0.85 4V,FF为79.29%。此外,基于PM6:5BDBDT-F:BTP-eC9和PM6:5DDBDT-Cl:BTP-eC9的大面积(1cm2)器件在露天环境中使用非卤化溶剂处理而不进行热退火处理,分别获得17.11%和17.06%的高PCE。
Hao Xia et.al Oligomeric Semiconductors Enable High Efficiency Open Air Processed Organic Solar Cells by Modulating Pre-aggregation and Crystallization Kinetics EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE02984K
https://doi.org/10.1039/D3EE02984K