器件优化方法 器件优化方法

最小化 最大化

      器件优化工艺溶剂添加剂(如DIO、CN、NMP等)作为当前主要的形貌优化手段,使大多数高效率材料如PTB7, PBDTTT-C-T的效率提高到7~9%。最近,我们通过理论计和红外光谱验证了高沸点添加剂DIO在高效聚合物太阳能电池制备过程中存在残留。DIO残留时会造成S形J-V曲线,导致器件的效率以及重复性不高。

      我们设计了三种方式以消除残留DIO,并调控添加剂挥发的过程,结果表明对活性层表面进行甲醇等惰性溶剂处理能显著提高器件的重复性和效率该方法在6种代表性高效聚合物光伏材料中均取得良好的效果我们与Bruker公司合作采用最新研制的PeakForce KPFM技术对其电势变化进行了研究。对溶剂的挥发过程进行调节, 实现对聚合物太阳能电池活性层形貌精细地调控,并取得了良好的效果(J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 14920-14928)。值得指出的是该方法也日益成为高效聚合物光伏器件制备中的标准流程 (Chem. Mater., 2014, 47, 1595–1603; Sci. Rep., 2014, 4, 6570; Macromolecules, 2014, 47, 4653–4659; Macromolecules, 2014, 47, 5558–5565; J. Phys. Chem. C, 2013, 117, 25360–25366; J. Mater. Chem. C, 2015, 3, 564-569; Sci. China Chem. 2015, 58, 248-256; Sci. China Mater. 2015, 58, 213-222; Macromolecules, 2015, 48, 5172-5178; Macromolecuels, 2015, 48, 3493-3499; J. Phys. Chem. C 2015, 119, 27322-27329; J. Mater. Chem. A, 2015, 3, 12723-12729; ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016 8, 3575–3583; J. Mater. Chem. A 2016, 4, 1708-1713; Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1502177; Adv. Energy Mater. 2016, 6, 1501991; Chem. Mater. 2016DOI: 10.1021/acs.chemmater.6b02222).