李永舫&張佔軍:低沸點、低成本添加劑DFB有效提高OSC的性能

2020-12-06 知研光電材料

有機太陽能電池（osc）由於其結構簡單、重量輕、可製成柔性半透明器件等優點，近年來受到越來越多的研究關注。近年來，由於ITIC、Y6等低帶隙小分子受體和帶隙共軛聚合物給體以及PM6、J71、PTQ10等聚合物給體的發展，有機電致發光材料的光電轉換效率(PCE)有了很大的提高。除了新的光伏材料外，研究人員還開發了一些器件優化策略來改善OSCs的PCE，如溶劑添加劑處理和熱退火。

高沸點添加劑包括1，8-二碘辛烷(DIO)、30-331-氯萘(1-CN)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)被廣泛使用來改善OSCs的光伏性能。 溶劑處理對活性層的相分離規模、垂直成分分布和分子取向有重要影響。 然而，高沸點添加劑處理後很難去除，其殘留對活性層的形貌有負面影響，有時甚至會加速活性層的光氧化降解，降低了穩定性和重複性。因此，中國科學院李永舫院士、張佔軍教授使用了一種低沸點、低成本的含氟添加劑DFB來改善OSCs的光伏性能。

這種DFB添加劑處理可以通過促進分子堆積和聚集來增強共混活性層的光吸收和載流子傳輸能力。 我們製備了ITO/PEDOT：PSS/J71：M-ITTC/PDINO/Al的傳統結構OSCs，研究其光伏性能。 通過在活性層中加入DFB添加劑，器件的PCE從11.01%提高到12.38%，JSC和FF都有所增加。 DFB添加劑處理也提高了器件的穩定性。 使用添加劑和熱退火處理的OSC器件在充氮手套箱中存放200h後，PCE略有下降，從12.22%下降到10.66%，保持了原有光電轉換效率的87.23%。 DFB添加劑能有效調節活性層形貌進而提高器件的光伏性能，並且具有低成本的巨大優勢。因此，DFB有望成為改善OSCs活性層形貌和提高其光伏性能的一種有前途的低成本添加劑。

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