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國家納米科學中心:狹縫涂布在有機光伏中組裝控制成膜動力學結構演化

 更新時間:2023-10-19 點擊量:208

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主要內容

體異質結結構小面積有機太陽能電池的功率轉換效率接近20%,但在制造大面積器件時,模糊的成膜動力學導致了顯著的PCE損失,并限制其商業化潛力。這種模糊是由于在成膜過程中對結構演變的了解不足。


在這篇文章中,國家納米科學中心魏志祥、張建齊等人通過原位紫外可見光譜、原子力顯微鏡、掠入射廣角X射線散射和分子動力學模擬的綜合研究,將進化過程與亞分子水平的結構細節相結合。利用這種層次結構知識,提出組裝控制的成膜動力學來解釋整個過程。這種組裝是由分子構型決定的,并且可以通過外部條件進行調節。

了解這種動力學將有助于篩選大面積器件的制造條件,詳細的結構知識可以啟發未來設計在大面積器件制造中本質上優異的新型光伏材料。

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其中使用巨力光電代理的SAN-EI ELECTRIC XES-1004SE-200S太陽能模擬器在AM1.5 G(100 mW/cm)下評估設備的J-V特性。

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圖1:狹縫一體化原位紫外可見光裝置及材料結構示意圖

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圖2:基于PM6:Y6、PM6:N3和PM6:L8-BO的狹縫涂層共混物的原位紫外可見光譜分析


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圖3:原始PM6薄膜和共混薄膜的AFM圖像及GIWAXS圖


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圖4:Y6類似物分子動力學模擬的萃取填充二聚體、三聚體和填充統計


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圖5:Y6類似物的組裝控制成膜動力學示意圖
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文獻信息

Concretized structural evolution supported assembly-controlled film-forming kinetics in slot-die coated organic photovoltaics

Hao Zhang, Chenyang Tian, Ziqi Zhang, Meiling Xie, Jianqi Zhang, Lingyun Zhu & Zhixiang Wei

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