分会

第二十六分会：有机光伏材料与器件

摘要

如今，在各种新型有机光伏材料，特别是非富勒烯受体材料的驱动下，单节有机太阳能电池的器件效率已经达到了18%左右。同时由于有机半导体材料的弱结晶性和有限的激子扩散长度，活性层薄膜中合适相分离程度和紧密的分子堆叠等形貌特征在高效的光电转换过程中也至关重要。 然而非富勒烯受体与聚合物给体相似的化学结构通常会导致给受体良好的相容性，以至于在活性层薄膜中无法形成足够的相分离以促进激子解离。并且在薄膜干燥过程中，弱有序的非富勒烯受体分子m-INPOIC的有序排列和取向极易受到给体聚合物PBDB-T聚集的干扰。因此，活性层中受体分子间不充分的有序堆叠也是限制其光电转换效率的主要原因。 对此，我们通过活性层组分的调节，将IT-M作为第三组分加入PBDB-T:m-INPOIC的主体系中，适当增大了共混薄膜的相分离尺寸，并形成了更有利于电荷传输的连续网状结构，三元电池器件中短路电流和填充因子的提升有效增强了器件光电转换效率。此外，通过在热场条件下涂膜，薄膜的加速干燥有效的限制了聚合物给体PBDB-T的聚集对受体分子m-INPOIC有序排布的干扰，实现了受体分子间更加紧密的有序堆叠，显著提高了器件的电子迁移率及短路电流。通过对活性层组分的调节和成膜过程的调控，深入了解并优化了弱有序性非富勒烯受体分子在给受体共混薄膜中的相区尺寸和有序排列，均有效的将器件效率从12.8%提升至13.9%，为高效非富勒烯有机太阳能电池器件的制备提供了思路。

关键词

有机太阳能电池;非富勒烯受体;弱有序性;相分离;分子排布

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