全聚合物太阳能电池(APSC)具有优异的机械和热稳定性,使其在柔性电源系统中极具应用潜力。然而,共轭聚合物之间的强链间纠缠通常会产生纳米级相分离差、混合熵低、从而难以控制结晶和形态的活性层,进而严重限制了光伏性能的提高。近日,中国科学院Boa Xichang通过独立诱导D/A有序堆叠实现17.94%的全聚合物太阳能电池效率。
本文要点:
1) 作者使用了具有可行混溶性的聚合物给体PBB2-H,该聚合物给体可以渗透到给体/受体(D/a)聚集域中,以优化全聚合物活性层的分子排列和相分离规模,从而实现有效的激子和载流子利用。具有体异质结(BHJ)结构的PM6:PBB2-H:PY-IT三元APSC具有17.64%的效率。
2) PBB2-H的渗透也可以有效地促进更多混合相的形成,并独立地优化D/A有序堆叠,以及在构建伪平面异质结(PPHJ)活性层的理想形态方面具有独特的优势。因此,具有PPHJ结构的三元APSC具有17.94%的效率,并且还具有优异的稳定性和光稳定性。该工作表明,混溶性良好的第三组分诱导D/A有序堆叠在产生高性能APSC方面具有巨大的潜力。
Jianxiao Wang et.al Achieving 17.94% efficiency all-polymer solar cells by independently induced D/A orderly stacking EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE00186E
https://doi.org/10.1039/D3EE00186E