山东大学张茂杰&国霞团队最新AFM：无卤素通用挥发性固体添加剂使二元有机太阳能电池效率超过19%

文摘 2024-12-16 18:40 瑞士

添加剂处理被广泛用于调节物理形态以提高有机太阳能电池（OSC）的性能。然而，常用溶剂添加剂的剂量难以控制，导致器件的可重复性较差。基于此，山东大学张茂杰&国霞团队在这项工作中创新性地在基于 PM6:Y6的 OSC中引入了一种低成本且商业化的材料二苯甲酰甲烷 (DBM)作为挥发性固体添加剂，相关成果发表于Advanced Functional Materials期刊。DBM与聚合物供体和非富勒烯受体充分混合，同时促进供体和受体的有序分子取向和堆叠，从而改善双原纤维网络，从而延长激子扩散长度并抑制载流子复合。最终，DBM处理的器件实现了 18.7%的最高能量转换效率 (PCE)，这是PM6:Y6基二元 OSC中报道的最高值，并且还实现了优异的热稳定性 (T80 > 200 h, 85 °C)和储存稳定性(T80 > 5000 h)。此外，DBM的效果在不同的共混体系中也表现出良好的普适性，例如 PM6:BTP-eC9、PTQ10:m-TEH、D18:N3和D18:L8-BO，实现了令人印象深刻的19.4%的 PCE。这些研究结果表明，DBM作为一种低成本、无卤素且具有优异普适性的固体添加剂，有望在未来 OSC应用中有效提高器件性能。

论文信息：C. Han, B. Cheng, Q. Guo, Z. Fu, J. Qiao, S. Cheng, Y. Huo, X. Xia, H. Wang, Y. Fu, X. Guo, X. Lu, X. Hao, Y. Li, M. Zhang, A Halogen-free and Universally Volatile Solid Additive Enables Binary Organic Solar Cells to Exceed 19% Efficiency. Adv. Funct. Mater. 2024, 2416381.https://doi.org/10.1002/adfm.202416381

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