《先进功能材料》基于刮涂工艺的三组分有机小分子太阳能电池的精细形貌表征与调控
有机小分子太阳能电池由于其分子结构和分子量确定、容易提纯等优点备受关注。但是它的溶液粘度低，不利于太阳能电池卷对卷的工业化生产，而且此类电池的活性层薄膜厚度以及涂膜后的成膜行为都较难控制。 最近，福州大学陈惠鹏教授课题组通过往小分子-富勒烯两组分溶液里添加共轭聚合物提高溶液粘度来调控成膜行为，并构成两给体一受体的三组分太阳能电池，突破了两组分太阳能电池的效率瓶颈。同时，研究者研究了刮涂工艺参数对太阳能电池形貌和性能的影响。通过掠入射广角X射线衍射和 AFM对活性层形貌的分析，研究者发现小分子给体的结晶尺寸随着刮涂速度的增加而增大；第三组分聚合物的添加使得小分子结晶构成的贯穿网络更加连续。更重要的是，研究者通过小角中子散射技术发现刮涂速度的增加能有效的促进了富勒烯纯相的相分离，这将有助于电子的传输以及减少双分子复合。而第三组分聚合物的添加不影响富勒烯团聚的含量但会造成团聚尺寸的减小，从而增大混合相与富勒烯纯相的界面面积，这将提供更多的电子传输路径，提升电子迁移率，减少双分子复合。▲ 不同刮涂速度下两组分与三组分体系的小角中子散射曲线以及PCBM的团聚尺寸分布 结合形貌与器件性能的关系，研究者提出给受体混合相和受体纯相界面面积对器件性能起到关键性作用。该工作对工业化生产卷对卷小分子太阳能电池有着重要的指导意义。▲ 活性层形貌结构模型 该工作以全文的形式发表在Advanced Functional Materials上, 通讯作者为陈惠鹏教授，第一作者为福州大学硕士研究生巫晓敏。参考文献：Wu, X.;Lan, S.; Zhang, G.; Chen, Q.; Chen, H.; Guo, T., Morphology of a Ternary BlendSolar Cell Based on Small Molecule : Conjugated Polymer : Fullerene by BladeCoating. Adv. Funct. Mater. 2017.DIO:10.1002/adfm.201703268.全文链接 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201703268/full来源：高分子科学前沿欢迎加入材料人高分子共享群，群号：298064863
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