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国家纳米科学中心:狭缝涂布在有机光伏中组装控制成膜动力学结构演化

 更新时间:2023-10-19 点击量:335

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主要内容

体异质结结构小面积有机太阳能电池的功率转换效率接近20%,但在制造大面积器件时,模糊的成膜动力学导致了显著的PCE损失,并限制其商业化潜力。这种模糊是由于在成膜过程中对结构演变的了解不足。


在这篇文章中,国家纳米科学中心魏志祥、张建齐等人通过原位紫外可见光谱、原子力显微镜、掠入射广角X射线散射和分子动力学模拟的综合研究,将进化过程与亚分子水平的结构细节相结合。利用这种层次结构知识,提出组装控制的成膜动力学来解释整个过程。这种组装是由分子构型决定的,并且可以通过外部条件进行调节。

了解这种动力学将有助于筛选大面积器件的制造条件,详细的结构知识可以启发未来设计在大面积器件制造中本质上优异的新型光伏材料。

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其中使用巨力光电代理的SAN-EI ELECTRIC XES-1004SE-200S太阳能模拟器在AM1.5 G(100 mW/cm)下评估设备的J-V特性

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图1:狭缝一体化原位紫外可见光装置及材料结构示意图

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图2:基于PM6:Y6、PM6:N3和PM6:L8-BO的狭缝涂层共混物的原位紫外可见光谱分析


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图3:原始PM6薄膜和共混薄膜的AFM图像及GIWAXS图


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图4:Y6类似物分子动力学模拟的萃取填充二聚体、三聚体和填充统计


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图5:Y6类似物的组装控制成膜动力学示意图
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文献信息

Concretized structural evolution supported assembly-controlled film-forming kinetics in slot-die coated organic photovoltaics

Hao Zhang, Chenyang Tian, Ziqi Zhang, Meiling Xie, Jianqi Zhang, Lingyun Zhu & Zhixiang Wei