通过简便的极低温诱导结晶方法制备的高效空气处理型绿色溶剂基有机太阳能电池

《ACS Nano》：Efficient Air-Processed Green-Solvent Based Organic Solar Cells Fabricated via Facile Extremely Low-Temperature Induced Crystallization Approach

气相处理有机太阳能电池（AP-OSCs）因纳米形貌控制和载流子传输问题效率较低，而手套箱处理（GB-OSCs）可达约20%。采用极低温诱导结晶（ELTC）策略，优化材料结晶度和分子排列，使AP-OSCs效率超过18%（二元）和19%（三元），且使用无卤素溶剂系统。

　　

使用卤化溶剂的Glove-Box（GB）处理方法制备的有机太阳能电池（OSCs）实现了约20%的功率转换效率（PCE）。而空气处理（AP）的OSCs，无论使用卤化溶剂还是非卤化溶剂，其PCE值始终低于GB处理后的电池。AP-OSCs面临的主要挑战包括纳米形态控制和载流子传输问题。为了解决这些问题，研究人员提出了一种极低温诱导结晶（ELTC）策略，该方法能够精确调控光活性材料从溶液态到薄膜态的结晶度和排列方式。该策略使得聚合物和非富勒烯受体在混合薄膜中形成紧密排列的结构，从而优化了纳米形态，提高了界面空穴传输速率和载流子传输效率。利用无卤溶剂体系，二元AP-OSCs的PCE值达到了18%以上，三元AP-OSCs的PCE值达到了约19%。这些研究结果强调了ELTC策略在调控混合薄膜中分子排列方式（尤其是减小层间距）方面的重要性，为高效AP-OSCs的制备提供了新的思路。