全聚合物太陽能電池(APSC)具有優(yōu)異的機(jī)械和熱穩(wěn)定性,使其在柔性電源系統(tǒng)中極具應(yīng)用潛力。然而,共軛聚合物之間的強(qiáng)鏈間糾纏通常會(huì)產(chǎn)生納米級(jí)相分離差、混合熵低、從而難以控制結(jié)晶和形態(tài)的活性層,進(jìn)而嚴(yán)重限制了光伏性能的提高。中國科學(xué)院青島生物能源與生物技術(shù)研究所Boa Xichang等人通過獨(dú)立誘導(dǎo)D/A有序堆疊實(shí)現(xiàn)17.94%的全聚合物太陽能電池效率。
作者使用了具有可行混溶性的聚合物給體PBB2-H,該聚合物給體可以滲透到給體/受體(D/a)聚集域中,以優(yōu)化全聚合物活性層的分子排列和相分離規(guī)模,從而實(shí)現(xiàn)有效的激子和載流子利用。具有體異質(zhì)結(jié)(BHJ)結(jié)構(gòu)的PM6:PBB2-H:PY-IT三元APSC具有17.64%的效率。
PBB2-H的滲透也可以有效地促進(jìn)更多混合相的形成,并獨(dú)立地優(yōu)化D/A有序堆疊,以及在構(gòu)建偽平面異質(zhì)結(jié)(PPHJ)活性層的理想形態(tài)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。因此,具有PPHJ結(jié)構(gòu)的三元APSC具有17.94%的效率,并且還具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和光穩(wěn)定性。該工作表明,混溶性良好的第三組分誘導(dǎo)D/A有序堆疊在產(chǎn)生高性能APSC方面具有巨大的潛力。
原標(biāo)題:17.94%效率!通過獨(dú)立誘導(dǎo)D/A有序堆疊實(shí)現(xiàn)全聚合物太陽能電池