溶剂添加剂能够有效改变形态,从而提高有机太阳能电池的功率转换效率(PCE)。然而,溶剂添加剂选择性对薄膜形态和形成动力学的影响仍不清楚。基于此,慕尼黑工业大学Peter Müller-Buschbaum&宁波材料所葛子义团队本文研究了两种溶剂添加剂,1-氯萘 (1-CN) 和四氢化萘,其特点是它们对聚合物供体 (PBDB-T-2F) 和非富勒烯小分子受体 (BTP-C3-4F) 的选择性不同,相关成果发表于Advanced Energy Materials期刊。具体而言,1-CN对 BTP-C3-4F 的溶解性优于 PBDB-T-2F,而四氢化萘则表现出相反的趋势。在环境条件下,使用狭缝模头涂层制备了含有和不含溶剂添加剂的混合膜。两种溶剂添加剂都可以促进更大的相分离并增加选择性溶解组分的晶体尺寸。打印过程中的原位掠入射广角X 射线散射和紫外可见吸收光谱揭示了1-CN 和四氢化萘诱导的两个不同动力学过程,从而导致大尺寸晶体的形成。1-CN可以延长液固相分离,为 BTP-C3-4F 晶体生长提供足够的时间,但会抑制 PBDB-T-2F 晶体的生长。四氢化萘可以同时膨胀 PBDB-T-2F 并分解 BTP-C3-4F 晶体。经过热退火,两种溶剂添加剂引发的超大晶体可以优化到合适的尺寸,从而提高 PCE。论文信息:J. Zhang, Z. Li, X. Jiang, L. Xie, G. Pan, A. Buyan-Arivjikh, T. Baier, S. Tu, L. Li, M. Schwartzkopf, S. K. Vayalil, S. V. Roth, Z. Ge, P. Müller-Buschbaum, Revealing the Effect of Solvent Additive Selectivity on Morphology and Formation Kinetics in Printed Non-fullerene Organic Solar Cells at Ambient Conditions. Adv. Energy Mater. 2024, 2404724. https://doi.org/10.1002/aenm.202404724薄膜太阳电池微信交流群,欢迎加入