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通过全聚合物太阳能电池中的顺序结晶优化活性层的相分离域尺寸

DOI：10.1021/acs.jpclett.0c00249 期刊：The Journal of Physical Chemistry Letters 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 活性层的适当域尺寸对全聚合物太阳能电池（all-PSCs）中激子解离和电荷传输起关键作用。然而，由于聚合物共混物玻璃化转变温度低且混合熵可忽略，精细调控域尺寸仍具挑战性。本文系统研究了"结晶动力学"对域尺寸的影响，提出若给体与受体同步结晶易形成大尺寸域；而若给体与受体依次结晶，则可获得具有适当域尺寸的精细相分离结构。以PBDB-T/PNDI共混物为例，通过采用依次结晶法减小了域尺寸，同时优化了结晶度和分子取向，使功率转换效率（PCE）从6.55%提升至7.78%。该工作为精细调控异质结相分离结构提供了新途径。
作者： Jiangang Liu，Shuyi Zeng，Zhi-Guo Zhang，Jing Peng，Qiuju Liang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究结晶动力学对全聚合物太阳能电池中畴尺寸的影响，并提出一种实现高结晶度与适宜分子取向的最佳畴尺寸的新方法。

研究成果

研究表明，在全聚合物太阳能电池中，供体与受体聚合物的顺序结晶能有效减小相畴尺寸，同时保持高结晶度并优化分子取向。该方法使光伏性能得到提升，功率转换效率从6.55%提高到7.78%。该发现为调控聚合物太阳能电池异质结相分离结构提供了新策略。

研究不足

该研究聚焦于特定的聚合物共混体系（PBDB-T/PNDI），其发现可能无法直接适用于其他聚合物体系。此外，域尺寸和结晶度的优化需要对加工条件进行精确控制，这可能会给大规模制造带来挑战。

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