80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  有機(jī)薄膜光伏，尤其是基于非富勒烯體系的薄膜光伏，是化學(xué)與材料科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向。新材料的開發(fā)與器件的優(yōu)化，不斷推動(dòng)器件性能的發(fā)展，迄今已實(shí)現(xiàn)超過17%的能量轉(zhuǎn)化效率，接近應(yīng)用水平。中國在此研究領(lǐng)域已經(jīng)走在了世界的最前列，國內(nèi)多個(gè)課題組在有機(jī)太陽能電池的研究中取得了快速發(fā)展。

  全聚合物體系因其溶液黏度高，機(jī)械性能好，結(jié)晶性較小分子弱等特點(diǎn)非常適用于印刷器件的制備。目前大多數(shù)的研究采用旋涂方法制備活性層薄膜，該過程在物理本質(zhì)上極大地區(qū)別于工業(yè)印刷，尤其是在形貌控制及其對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)化過程中，造成薄膜形貌與器件性能在本質(zhì)上的區(qū)別，因此很難將旋涂工藝轉(zhuǎn)移到工業(yè)應(yīng)用上。

  基于此，上海交通大學(xué)劉烽教授團(tuán)隊(duì)選用了當(dāng)前高效的全聚合物體系（PTzBI-Si:N2200），采用狹縫涂覆的制備方法，通過加工溶劑的選擇及不同的后處理方式（熱退火、溶劑退火）將共混膜形貌鎖定在合適的動(dòng)力學(xué)路徑中，并最終實(shí)現(xiàn)了11.76%的能量轉(zhuǎn)換效率，這是目前全聚合物太陽能電池體系報(bào)導(dǎo)的最高效率。

圖1. 不同加工溶劑和后處理方式的活性層形貌圖（AFM、SNOM、TEM）

  研究發(fā)現(xiàn)，聚合物材料在2-甲基四氫呋喃（MTHF）溶劑中的堆積性相比于氯苯中更好，同時(shí)這種在溶液中的聚集狀態(tài)在可以很好的轉(zhuǎn)移到薄膜中，并誘導(dǎo)形成多尺度相分離形貌（圖1），最終獲得高效率器件。這當(dāng)中的關(guān)鍵在于相分離和結(jié)晶之間的平衡。合適的加工溶劑可以有效調(diào)控聚合物在溶液中的聚集，印刷成膜后，聚集態(tài)作為種子誘導(dǎo)聚合物結(jié)晶，最終形成了結(jié)晶纖維網(wǎng)絡(luò)，并浸沒在非晶態(tài)中。這種形貌有效提高了激子分離并實(shí)現(xiàn)高的載流子傳輸，提高了器件的短路電流和填充因子。同時(shí)，這種多尺度的相分離形貌還具有很好的穩(wěn)定性。利用掠入射廣角X射線散射（GIWAXS），共振軟X射線散射（R-SoXS），透射電子顯微鏡（TEM），掃描近場光學(xué)顯微鏡（SNOM）和原位GIWAXS/GISAXS等手段，對(duì)BHJ薄膜的形貌及其形成過程進(jìn)行了表征，建立了結(jié)構(gòu)-性能的對(duì)應(yīng)關(guān)系（圖2、圖3），深入理解活性層形貌結(jié)構(gòu)與器件性能的構(gòu)效關(guān)系，最終構(gòu)筑高效率印刷薄膜器件。

圖2. 純膜及共混膜在不同加工條件下的GIWAXS圖和加工條件與晶體尺寸、相分離尺度及器件參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

圖3. BHJ成膜過程的原位GIXD分析和形貌形成過程示意圖

  上述成果發(fā)表在Advanced Materials上。論文的第一作者為上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院博士后朱磊，通訊作者為劉烽教授。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.201902899