在全小分子有机太阳能电池(ASM-OSCs)中实现高性能在很大程度上依赖于通过活性层中的畴尺寸操作实现精确的纳米级相分离。尽管如此,对于ASM-OSC系统来说,在调节和相分离的复杂性之间建立明确的联系仍极具挑战性。深圳职业技术大学Hu Hanlin、香港理工大学Li Gang、中国科学院Yang Chunming研究了结构域大小调整和最佳相分离形态的之间的复杂相互作用,这对ASM-OSCs的性能至关重要。
本文要点:
1) 结果表明,ASM-OSCs活性层中的异常相分离是通过重新填充过程精心控制畴的连续性和均匀性来实现的。作者采用一系列卤素取代的溶剂(氟苯、氯苯、溴苯和碘苯)来调节再填充动力学,并使CB处理的ASM-OSC具有16.2%的功率转换效率(PCE)。
2) PCE的增强可归因于逐渐结晶过程,促进了平滑互连和均匀分布的畴尺寸。这反过来又导致了有利的相分离形态、增强的电荷转移、延长的载流子寿命,并因此减少了自由电荷的复合。这些发现强调了重新填充动力学在ASM-OSC中实现最佳相分离的关键作用,为设计高性能ASM-OSC制造策略提供了重要见解。
Xiaokang Sun et.al Efficiency Boost in All-Small-Molecule Organic Solar Cells: Insights from the Re-Ordering Kinetics Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302731
https://doi.org/10.1002/aenm.202302731