聚合物辅助的形态调控技术使全小分子有机太阳能电池对邻二甲苯的转化效率达到了18.3%

《Advanced Energy Materials》：Polymer-Assisted Morphology Regulation Enables 18.3%–Efficiency in o-Xylene Processed All-Small-Molecule Organic Solar Cells

小分子有机太阳能电池通过添加PM6聚合物调控形貌，提升电荷动力学，效率达18.3%且厚度不敏感，柔性器件经800次弯曲后效率保持92%。

　　

摘要

所有小分子有机太阳能电池（ASM-OSCs）在结构定义和合成方面具有优势，但由于供体-受体之间的相容性问题，在形态控制方面存在挑战。本文介绍了一种简单而高效的形态调控策略，即向BTR-Cl:Y6二元体系中加入少量聚合物供体PM6。PM6的链结构进一步引导了BTR-Cl相的外延生长，促使供体区域内形成了连续的纤维网络。因此，无需添加任何添加剂且采用邻二甲苯处理的器件表现出优异的电荷传输性能，短路电流密度和填充因子显著提高，最高效率达到了18.3%，这是非卤化溶剂处理的小供体-小受体型有机太阳能电池中的最高效率之一。此外，将PM1引入BTR-Cl:Y6体系后，器件效率也达到了18.0%。这些器件还表现出出色的厚度不敏感性——即使在活性层厚度为300纳米的情况下，也能保持96%的峰值效率。利用非卤化溶剂的优势，成功制备出了大面积（13.5平方厘米）的有机太阳能电池，其效率达到了12.2%。柔性器件的效率为14.9%，并且在经过800次弯曲循环后仍保持了92%的初始效率，这主要归功于PM6的长链结构，该结构增强了活性层的抗裂纹能力。本研究为高性能的小供体-小受体型有机太阳能电池提供了一种简便的形态调控方法。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突