分會(huì)

第二十六分會(huì)：有機(jī)光伏材料與器件

摘要

如今，在各種新型有機(jī)光伏材料，特別是非富勒烯受體材料的驅(qū)動(dòng)下，單節(jié)有機(jī)太陽能電池的器件效率已經(jīng)達(dá)到了18%左右。同時(shí)由于有機(jī)半導(dǎo)體材料的弱結(jié)晶性和有限的激子擴(kuò)散長度，活性層薄膜中合適相分離程度和緊密的分子堆疊等形貌特征在高效的光電轉(zhuǎn)換過程中也至關(guān)重要。 然而非富勒烯受體與聚合物給體相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)通常會(huì)導(dǎo)致給受體良好的相容性，以至于在活性層薄膜中無法形成足夠的相分離以促進(jìn)激子解離。并且在薄膜干燥過程中，弱有序的非富勒烯受體分子m-INPOIC的有序排列和取向極易受到給體聚合物PBDB-T聚集的干擾。因此，活性層中受體分子間不充分的有序堆疊也是限制其光電轉(zhuǎn)換效率的主要原因。 對(duì)此，我們通過活性層組分的調(diào)節(jié)，將IT-M作為第三組分加入PBDB-T:m-INPOIC的主體系中，適當(dāng)增大了共混薄膜的相分離尺寸，并形成了更有利于電荷傳輸?shù)倪B續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，三元電池器件中短路電流和填充因子的提升有效增強(qiáng)了器件光電轉(zhuǎn)換效率。此外，通過在熱場(chǎng)條件下涂膜，薄膜的加速干燥有效的限制了聚合物給體PBDB-T的聚集對(duì)受體分子m-INPOIC有序排布的干擾，實(shí)現(xiàn)了受體分子間更加緊密的有序堆疊，顯著提高了器件的電子遷移率及短路電流。通過對(duì)活性層組分的調(diào)節(jié)和成膜過程的調(diào)控，深入了解并優(yōu)化了弱有序性非富勒烯受體分子在給受體共混薄膜中的相區(qū)尺寸和有序排列，均有效的將器件效率從12.8%提升至13.9%，為高效非富勒烯有機(jī)太陽能電池器件的制備提供了思路。

關(guān)鍵詞

有機(jī)太陽能電池;非富勒烯受體;弱有序性;相分離;分子排布

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