AM：原位罗致表征槽模涂层高功能大面积柔性有机太阳能电池 – 质料牛

一、原位有机导读

有机太阳能电池(OSCs)由于其低老本、罗致料牛份量轻以及机械柔性的表征短处，在以前多少年中引起了普遍的槽模池质关注。新型光活性质料的涂层太阳开拓以及界面工程的立异，使患上有机太阳能电池的高功功率转换功能有了清晰的后退。小面积单结有机太阳能电池的大能电功率转换功能已经抵达19%以上，为扩展规模提供了需要的面积根基。可是柔性，实用面积小于0.1 cm²的原位有机器件艰深为经由旋涂法在ITO玻璃衬底上制备的，由于相关的罗致料牛旋涂线性速率的不屈均，限度了有机太阳能电池进一步的表征大规模不断破费。喷涂、槽模池质刀片涂层、涂层太阳槽模涂层、高功喷墨打印等大面积涂层措施，已经普遍运用于大面积有机太阳能电池的可扩展制作。槽模涂层工艺由于其操作重大、质料浪费少、破费功能低等短处，被以为是最适宜大面积柔性有机太阳能电池卷对于卷破费的措施。可是，大面积柔性有机太阳能电池的光伏功能清晰落伍于传统的自旋镀膜器件。

二、下场掠影

克日，国家纳米迷信中间魏志祥钻研员、吕琨钻研员、张建齐副钻研员团队发现两种受体Qx-1以及Qx-2在槽模涂覆历程中展现出截然差距的成膜能源学，陈说钻研了群集能耐对于槽模涂层相分说能源学的影响，并进一步剖析了它们对于大面积柔性器件功能的影响。钻研职员运用基于PM6:Qx-1以及PM6:Qx-2的有机太阳能电池器件，并以邻二甲苯作为溶剂，妨碍了原位紫外-可见罗致丈量，以清晰共混物在槽模涂覆历程中的成膜能源学。

相关钻研使命以“In-situ Absorption Characterization Guided Slot-Die-Coated High-Performance Large-area Flexible Organic Solar Cells and Modules”为题宣告在国内顶级期刊Advanced Materials上。

三、中间立异

１．钻研了群集能耐对于槽模涂层相分说能源学的影响，并进一步剖析了它们对于大面积柔性器件功能的影响。

２．PM6:Qx-1的30ｃｍ^２的大面积模块，功率转换功能逾越12%，表明PM6:Qx-1零星具备精采的功率转换功能。基于PM6: :Qx-1的柔性有机太阳能电池在室温下在手套箱中贮存逾越6000小时后也展现出优异的存储晃动性，不任何进化，这展现了其未来运用的重大后劲。

四、数据概览

图1　a) PM六、Qx-1以及Qx-2的化学妄想　b)邻二甲苯中划一薄膜以及溶液的归一化罗致光谱，c) J-V曲线，d) 在室温下由旋转涂层以及槽模涂层的PM6:Qx-1以及PM6:Qx-2共混系统的EQE曲线　© 2022 Wiley

图2　a)紫外-可包涵位罗致丈量零星展现图，b) PM6:Qx-1以及PM6:Qx-2形态图，c)差距涂层温度下PM6:Qx-1以及PM6:Qx-2紫外-可见罗致等高线图的光阴演化，d)罗致等高线图中Qx-1以及Qx-2峰值位置的光阴演化　© 2022 Wiley

图3　a) PET/银栅基板照片及展现图　b)模块妄想妄想　c)衔接模块照片(180cm²)为智能手机供电　d) J-V曲线以及e) 在差距温度下制成的PM6:Qx-1柔性器件的EQE(1 cm²)曲线，f)大面积器件以及模块的J-V曲线，g)本使命与报道的槽模涂层制备的柔性器件的PCE比力，h)器件在氮气手套箱中的存储晃动性　© 2022 Wiley

图4　a) PM6:Qx-1薄膜在室温下旋涂(SC)以及在差距涂层温度下槽模涂层(SD)组成的二维GIWAXS　b)面外(OOP)以及面内(IP)二维GIWAXS方式的曲线 基于差距基底温度的旋转涂层(SC)以及槽模涂层(SD)制备的最佳共混膜的c) AFM图像以及d) TEM图像　© 2022 Wiley

五、下场开辟

综上所述，文章比力了Qx-1以及Qx-2受体共混膜的干膜能源学以及器件功能。Qx-2的强结晶度导致其相分说较早，群集较早，从而发生过大的晶畴，这是槽模涂层器件功率转换功能颇为低的原因。另一方面，在紫外可见光谱的向导下，操作涂层温度可能使Qx-1组成更事实的畴尺寸。在热衬底条件下，经由槽模涂覆，基于PM6:Qx-1共混物的1 cm²柔性OSC乐成取患了最高的功率转换功能为13.70%，填充因子为71%。同样，由于其优异的薄膜厚度公役以及上尺度功能，30 cm²的模块的功率转换功能抵达了12.20%。此外，柔性电池的功率转换功能在贮存逾越6000小时后仍坚持在初始值的103%，展现出精采的贮存晃动性。封装后，衔接的大面积模块可能实用地为智能手机供电。鉴于PM6:Qx-1的这种高效的大面积有机太阳能电池模块，以及其卓越的晃动性，为柔性大面积有机太阳能电池的制作提供了一个实用策略。

原文概况：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202209030

本文由张熙熙供稿。

(责任编辑：焦点)