中國粉體網(wǎng)訊  有機(jī)太陽能電池（OSC）具有重量輕,、吸收范圍廣、制備工藝簡單及無污染等獨(dú)特優(yōu)勢,。光伏材料和器件工程的飛速發(fā)展,，加快了有機(jī)太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。有效提高有機(jī)太陽能電池的穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用所面臨的問題,。與無機(jī)太陽能電池不同,，有機(jī)太陽能電池可應(yīng)用于柔性和可穿戴電子領(lǐng)域，因此對活性層提出了更嚴(yán)格的要求,。作為有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換核心的活性層材料,、分子排列和網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，是影響其柔性和穩(wěn)定性的重要因素,。一般情況下,，活性層為亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，分子會(huì)隨著時(shí)間的推移扭曲,、蠕動(dòng),，導(dǎo)致材料之間的分層，從而影響激子離解和電荷提取,。另外,，由于工作環(huán)境或基底的不同，有源層和傳輸層之間的層間作用對器件熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性也尤其重要,。因此,，調(diào)節(jié)活性層中的分子堆積和糾纏、改變活性層的內(nèi)部和表面特性,，對提高器件機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性具有重要意義,。

近期，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所先進(jìn)有機(jī)功能材料與器件研究組分別利用兩種具有不同側(cè)鏈的聚合物給體（PBB1-Cl,、PBB2-Cl）作為第三組分來精細(xì)調(diào)節(jié)活性層內(nèi)部及表面特性,，以改善有機(jī)太陽能電池的性能。PBB1-Cl,、PBB2-Cl的良好平面性顯著增加了分子間排列的重疊區(qū),，特別是PBB1-Cl擁有一維側(cè)鏈，可降低分子間的空間位阻,，使活性層的分子間緊密堆積和纏結(jié)顯著增強(qiáng)。研究表明,，加入20·wt%的PBB1-Cl后,，基于PM6:PBB1-Cl:Y6-BO-4Cl三元共混膜的斷裂伸長率提高了4.6倍（26.86%），相應(yīng)器件的轉(zhuǎn)換效率（PCE）從15.83%提高到17.36%,。PBB1-Cl基三元共混膜與傳輸層之間較小的表面能γs差有降低層間分離的可能性。同時(shí),，三元共混膜的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度Tg提高，吸收光譜的溫度敏感性降低,，使得活性層的熱穩(wěn)定性得到改善,。PBB1-Cl基柔性三元有機(jī)太陽能電池的PCE在直徑為10·mm時(shí)500次彎曲或100℃退火24小時(shí)內(nèi)仍保持在74%以上。結(jié)果表明,，增強(qiáng)活性層中的分子間重疊緊密堆積優(yōu)化活性層內(nèi)外特性對于改善有機(jī)太陽能電池的光伏性能,、機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性具有潛力。 

利用三元策略構(gòu)建超高拉伸性的有機(jī)光伏電池

相關(guān)成果發(fā)表在Energy & Environmental Science上,。研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和山東能源研究院探索基金項(xiàng)目的支持,。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初心）

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