AFM: 通过固体添加剂辅助形态调制实现高效稳定的二元有机太阳能电池

固体添加剂策略是通过增强活性层的形态实现高效有机太阳能电池（OSC）的一种简单而有效的方法。本研究采用了一种高挥发性固体添加剂--2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪（TCT）来调节形貌。与之前报道过的其他固体添加剂不同，TCT与聚合物供体和受体都表现出显著的分子间相互作用，具有两个明显的优势。首先，TCT显著提高了共混薄膜的结晶度和分子有序性，巧妙地优化了内部的纤维网络结构，从而促进了载流子的传输，大大提高了共混薄膜的流动性。其次，TCT稳定了聚合物供体和受体的双连续纤维形态，减缓了活性层的形态演变，提高了器件的稳定性。因此，与D18:L8-BO器件（18.13%）相比，D18:L8-BO:TCT器件的功率转换效率更高，达到19.50%。此外，经过960 小时的存储后，使用TCT处理的OSC器件保留了其初始PCE的90%，明显优于D18:L8-BO器件（73%）。这项研究为通过使用固体添加剂操纵活性层形态来实现高性能OSC提供了一条大有可为的途径。

图文简介

a) D18、L8-BO和TCT的分子式。b) D18、c) L8-BO和 d) D18:L8-BO薄膜（不含/含TCT）的紫外可见吸收光谱。

a ) D18、L8-Bo和TCT分子的ESP。所有烷基侧链均简化为甲基。b ) TCT、D18：TCT和L8-BO：TCT的RDG与Sign (𝜆2) 𝜌之间的函数关系。c ) D18：TCT和L8 - BO：TCT的RDG等值面图。

a ) J-V曲线，b ) EQE曲线，c )稳定性曲线，d ) Jph-Veff关系，e ) VOC和JSC对光强的依赖性，f ) D18：L8-BO和D18：L8-BO：TCT有机太阳能电池的载流子迁移率。

a ) D18：L8 - BO和b ) D18：L8-BO：TCT共混膜的原位紫外-可见吸收光谱。c ) L8-BO分子的峰位和强度的时间演化。d )共混膜形成的三个阶段的时间。e )添加剂TCT在活性层中的工作机理。

D18：L8-BO和D18：L8-BO：TCT共混膜在850 nm激发下的TA结果。a，d )时间分辨吸收差谱等高线图。b，e )不同延迟时间下的TA谱图。c，f )所选波长下的动力学曲线。

论文信息

通讯作者： Hao Lu, Yahui Liu, Yaoyao Wei