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聚合物:富勒烯太阳能电池制备用溶剂添加剂的再审视:苯甲醛类化合物的系列研究

Sprau, C., Kattenbusch, J., Li, Y., Müller, E., Gerthsen, D., Berger, R., Michels, J., Colsmann, A.,
Solar RRL

Abstract

有机太阳能电池的功率转换效率高度依赖于光活性层体异质结(BHJ)的微观形貌。在溶液沉积过程中,聚合物与富勒烯双连续网络的定制化构建通常通过溶剂与溶剂添加剂的组合实现。传统观点认为溶剂添加剂需具备优异的富勒烯溶解性才能获得最佳电池性能。本文基于一系列结构相似的取代苯甲醛类化合物的研究,对此概念进行重新审视。研究得出结论:溶剂添加剂不仅需要具备公认的良好富勒烯溶解性,还必须具有最低限度的聚合物溶解性,以抑制液-液相分离过程,从而实现最优电池性能。因此,本研究为聚合物:富勒烯太阳能电池的溶剂添加剂选择标准增添了关键指标,有助于制备具有优化转换效率的器件。通过原子力显微镜、扫描透射电子显微镜和纳米红外显微镜对BHJ形貌进行多尺度综合研究,建立了光活性层内微区构型的微观图像。其中纳米红外显微镜采用两种互补模式操作:一种对体相性质更敏感,另一种则具有表面敏感性。

DOI: 10.1002/solr.202100238