山東大學(xué)杜曉艷AM：抑制聚合物給體中自由基的產(chǎn)生提升有機(jī)太陽能電池的光穩(wěn)定性

發(fā)表時(shí)間：2024-12-12 15:51

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主要內(nèi)容

隨著單結(jié)有機(jī)太陽能電池（OSC）的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）不斷攀升至20%以上，其規(guī)?；a(chǎn)的潛力日益凸顯，并成為研究界競相追逐的熱點(diǎn)。然而，在追求高效率的同時(shí)，如何確保OSC器件的高穩(wěn)定性，成為推動其工業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵所在。

山東大學(xué)物理學(xué)院的杜曉燕教授及其科研團(tuán)隊(duì)，在這一領(lǐng)域進(jìn)行了深入探索。他們專注于采用非鹵化溶劑在空氣中通過刀片涂覆技術(shù)制備的有機(jī)太陽能電池（OSC），并在一個較廣泛的厚度范圍內(nèi)，對其穩(wěn)定性進(jìn)行了全面的研究。研究結(jié)果顯示，在光熱應(yīng)力條件下，短路電流密度的損失程度與加工條件密切相關(guān)。具體而言，當(dāng)單位厚度內(nèi)結(jié)晶相比例較低時(shí)，器件更易產(chǎn)生陷阱態(tài)，導(dǎo)致電荷收集效率顯著下降。通過老化過程中的光化學(xué)、光物理和形態(tài)學(xué)表征，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，活性層中無定形結(jié)構(gòu)比例較高的區(qū)域，PM6分子內(nèi)自由基的生成速率明顯加快，成為導(dǎo)致OSC器件性能衰退的主要原因。

因此，提高活性層薄膜的結(jié)晶度，以有效抑制聚合物基體中的自由基生成，成為提升OSC器件光熱穩(wěn)定性的重要途徑。這一發(fā)現(xiàn)不僅為OSC技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力支撐，也為推動其工業(yè)化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過持續(xù)的研究和優(yōu)化我們有理由相信，OSC技術(shù)將在未來能源領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。