全共軛聚合物太陽能電池具有給受體能級可調、吸收范圍寬及可溶液加工等優勢, 已經成為太陽能電池領域發展趨勢。在開發高性能材料及器件結構優化的推動下,能量轉換效率已經突破9%。然而,共軛聚合物分子剛性及分子結構各向異性等特點,導致全共軛聚合物共混體系相分離及結晶行為復雜,相區尺寸及界面處分子取向可控性差,難于深入理解并認識活性層結構對器件光物理過程的影響。
中科院長春應用化學研究所韓艷春研究員課題組在《高分子學報》2018年第2期“光電高分子”專輯中發表的專論從熱力學及動力學角度入手,詳述了全共軛聚合物共混體系相分離結構、相區尺寸及界面分子取向的可控調節。
共混體系中分子遷移能力及溶液相分離類型是影響相分離結構的本質因素,并通過改變給受體比例及分子規整度等實現了孤島、雙連續及互穿網絡結構的構筑。同時,通過添加第3組分調節溶劑-溶質分子間相互作用或聚合物分子間相互作用,在不降低活性層結晶性的基礎上實現了相區尺寸的調控。最后,利用附生受限結晶原理及溶液狀態,通過改變分子運動能力及在溶液中聚集程度,實現了由edge-on到face-on取向的轉變。
參考文獻
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論文鏈接:
http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/2018/2/PDF/gfzxb20170236.pdf
DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.17236
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