分會

第二十六分會：有機光伏材料與器件

摘要

非富勒烯聚合物太陽能電池近年來發(fā)展迅速，然而面對繁多的給受體材料，如何合理選擇相匹配的給受體材料，并快速優(yōu)化給受體共混薄膜的微觀形貌一直缺乏理論指導。其中，形貌優(yōu)化是器件制備過程中最為重要的環(huán)節(jié)之一，優(yōu)化活性層形貌是提高器件性能的必要條件。目前對聚合物太陽能電池活性層形貌的表征主要借助于同步輻射X射線散射技術(shù)，受到設(shè)備的限制，研究人員亟需快速形貌表征手段。因此，我們將高分子物理中的冷結(jié)晶溫度這一參數(shù)利用到聚合物太陽能電池中。對于淬火態(tài)材料緩慢加熱，分子鏈受熱會逐漸運動并有序堆積，并釋放熱量，通過差熱式掃描量熱計（DSC）第一次升溫掃描可以得到與加工條件相關(guān)的放熱峰，也就是冷結(jié)晶峰。相對應的冷結(jié)晶溫度不僅可以描述共混膜中受體材料結(jié)晶的難易程度，還能有效反應共混形貌距離熱力學平衡態(tài)的距離，即所謂的淬火深度。我們選取了最具代表性的非富勒烯受體ITIC，并與不同結(jié)晶性的給體材料共混測量其冷結(jié)晶溫度后發(fā)現(xiàn)給體材料結(jié)晶性越強，共混膜中ITIC的冷結(jié)晶溫度越低。同時，利用同步輻射X射線形貌表征法，測得不同共混膜的相分離信息，并成功構(gòu)建了冷結(jié)晶溫度與共混相分離程度的線性關(guān)系；在高效非富勒烯有機光伏體系中成功實現(xiàn)了快速便捷的形貌檢測。此外冷結(jié)晶溫度還與聚合物太陽能電池的性能及熱穩(wěn)定性構(gòu)建了一系列聯(lián)系。該工作創(chuàng)新地在有機光伏中使用了冷結(jié)晶溫度來描述共混膜的相分離狀態(tài)，對未來器件形貌優(yōu)化具有一定的指導意義。

關(guān)鍵詞

非富勒烯;形貌表征;熱力學狀態(tài);穩(wěn)定性

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