南昌大学/江西师范大学陈义旺团队 Adv. Mater.：通过二元稀释策略实现理想化准平面异质结有机太阳电池

2023-10-22 来源：高分子科技

有机太阳能电池(OSC)由于其重量轻，柔韧性和溶液处理特性而成为绿色能源转换的有力候选者。目前顺序沉积工艺证明了实现具有理想梯度相分离形态的光层结构的巨大可能性，这对决定有机太阳能电池性能的物理过程具有至关重要的影响。

近日，陈义旺教授团队提出双稀释策略，在可控构筑活性层理想垂直梯度形貌方面取得了创新性成果。该工作以《Achieving Desired Pseudo-Planar Heterojunction Organic Solar Cells via Binary-Dilution Strategy》为题发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》上。南昌大学为论文第一完成单位，高分子及能源化学研究院硕士研究生文林为本文第一作者，博士研究生毛厚东为共同第一作者，南昌大学陈义旺教授、谈利承教授及江西师范大学张立福博士为共同通讯作者。该论文中，使用受体（BO-4Cl）作为给体层（PM6）稀释剂，PM6作为受体层（L8-BO）的稀释剂，通过顺序沉积构筑了P-PHJ结构。除了具有良好的垂直相分布外，P-PHJ活性层还具有相当大的D/A互穿区，这可以增加激子的产生/解离和电荷的运输/收集。此外，BO-4Cl的引入带来了额外的电荷转移通道，并重要地调节了活性层聚集尺寸和相纯度，有助于减少能量损失。结果表明，P-PHJ器件的PCE为19.32%，远高于P-BHJ(17.67%)和三元BHJ (T-BHJ, 18.49%)器件。该器件的性能与SD法制备的OSCs器件的冠军PCE相当，表明二元稀释策略为获得可调节的垂直相位分布和高性能的OSCs提供了新的途径。

图1. 所用材料的化学结构、紫外图谱、DSC与能级分析，P-BHJ、T-BHJ、P-PHJ形貌的概念图

图2. 三种结构结晶性能表征

图3. 三种结构垂直组分分析

图4. 三种结构电荷动力学表征

图5. 器件性能测试

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202308159

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（责任编辑：xu）

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