高效的激子解离和电荷传输影响着本体异质结有机太阳能电池(BHJ-OSCs)器件的最终光伏性能。这不仅取决于其组分的材料光电子性质,还大大取决于活性层薄膜具有良好的相分离形貌。理想的活性层薄膜形貌通常被描述为在器件制备过程中能自发地形成纳米级互穿网络结构。这种形貌可以为高效的激子解离和电荷传输提供足够的界面面积和电荷转移通道,降低电荷复合损失,确保器件的优异性能。活性层薄膜通过溶液旋涂技术进行处理,薄膜的沉积在制备过程中是一个非平衡过程,对实现有利的微观形貌的形成造成了阻力。聚合物给体是活性层中的重要组分之一。具有较强溶液聚集性质的聚合物给体可以使得其在成膜过程中产生强烈的分子间相互作用影响活性层薄膜形貌的形成过程,最终的器件往往表现出更为优异的性能。探究聚合物给体溶液聚集性质调控对形貌的动态演化和光伏性能间的关系具有重要的研究意义。
图1. 聚合物给体PBDQx-Cl、PBDQx-TCl和PBDQx-2TCl的合成路线
图2. (a-c) PBDQx-Cl、PBDQx-TCl和PBDQx-2TCl的温度依赖性吸收光谱和(d-f) 聚合物纯膜形貌及其空穴迁移率
图3. (a, d) PBDQx-Cl:BTP-eC9、(b, e) PBDQx TCl:BTP-eC9和(c, f) PBDQx-2TCl:BTP-eC9活性层薄膜形貌
图4. 基于PBDQx-Cl:BTP-eC9、PBDQx-TCl:BTP-eC9和PBDQx-2TCl:BTP-eC9器件的(a) J-V曲线、(b) EQE曲线、(c) Jph与Veff曲线、(d) 空穴和电子迁移率直方图、(e) JSC与光密度关系曲线和(f) VOC与光密度关系曲线
论文链接:https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.3c00566
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