AEM: 建立共轭聚合物和弹性体共连续网络，实现具有极强拉伸性的高性能聚合物太阳能电池

高功率转换效率（PCE）和机械坚固性是有机太阳能电池（OSC）可穿戴应用的先决条件。然而，目前活性体系的拉伸性（即裂纹发生应变 (COS) < 30%）有待提高。虽然将弹性体引入活性体系被认为是提高拉伸性的一种简单方法，但由于缺乏相互连接的电气和机械途径，弹性体的加入通常会导致有机太阳能电池的PCE下降，而拉伸性的提高却很有限。在这项研究中，通过在活性层中构建共轭聚合物（D18）和弹性体（SEBS）的共连续网络，开发出了具有优异机械稳健性的高效本质可拉伸（IS）-OSC。研究表明，D18:SEBS的特定比例（40:60 w/w）混合膜对于形成共连续结构、建立良好连接的机械和电气通道至关重要。因此，D180.4:SEBS0.6/L8-BO OSCs 的拉伸性（COS = 126%）比基于D18/L8-BO 的OSCs（COS = 8%）高出16 倍，而 PCE（12.13%）则比基于富SEBS活性层的OSC（D180.2:SEBS0.8/L8-BO，PCE = 3.15%)高出4 倍。此外，基于D180.4:SEBS0.6的IS-OSC在50%应变和15%应变的200 次拉伸/释放循环后分别保持了86%和90%的原始PCE，在已报道的IS-OSC中表现出最高的机械稳健性。

图文简介

a ) PD ( D18 )，SMA ( L8-BO )和热塑性弹性体( SEBS )的化学结构。b )刚性OSCs活性组分的能级和器件结构。c )本研究中使用的材料在薄膜中的UV-vis吸收光谱，d ) DSC曲线(第二个加热循环)，e )伪自由态拉伸测试得到的原始薄膜的应力-应变曲线。

a ) D18：SEBS/ L8-BO OSCs在不同D18：SEBS比例下的J-V曲线，b ) EQE光谱，c ) PCE值，d ) SCLC空穴迁移率( µh )。

a ) D18x：SEBS1.0-x共混膜的COS值(蓝色线条)和D18x：SEBS1.0-x/L8-BO PHJ膜的COS值(红色线条)；b ) PCE-COS图；c ) D18x：SEBS1.0-x/L8-BO PHJ膜的应力-应变( S-S )曲线；d )本工作和其他工作中的PCE和COS (采用伪自立拉伸试验进行测量)；e-f )固定应变为10 %的循环拉伸试验的S-S曲线；e ) D18和f ) D180.4：SEBS0.6共混膜；g )重复循环过程中的塑性应变。

a ) IS-OSC器件在拉伸测试过程中的示意图和实际图像，b ) IS-OSC的J-V曲线，c，d )归一化PCEs作为应变的函数在单次拉伸测试中c )和在循环拉伸测试中d )。

a，b ) RSoXS a ) 2D图像和b )圆形平均线切割曲线，c ) D18x：SEBS1.0-x共混膜的DSC第一次加热曲线。d ) D18x：SEBS1.0-x / L8-BO PHJ膜的PCE-COS曲线。e )不同SEBS含量的D18x：SEBS1.0 - x共混膜的共混形态示意图。

论文信息

通讯作者：Bumjoon J. Kim