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南昌大学陈义旺、胡笑添&天津大学叶龙EES:剪切脉冲法制备大面积高效绿色印刷的OSCs发表时间：2022-04-12 15:34作者：知研光电材料 导语：研究人员系统地研究了旋涂和弯月面导向涂层（MGC）工艺下流体剪切脉冲对有机太阳能电池器件性能和薄膜形貌的影响，面积为25 cm2的柔性组件的PCE高达11.29%。南昌大学陈义旺、胡笑添&天津大学叶龙EES:剪切脉冲法制备大面积高效绿色印刷的有机太阳能电池 更多光电前沿资讯和材料，可关注微信公众号“有机光电前沿”与“知研光电材料”。文中所涉及众多材料知研均有销售，详情请联系客服。 文献直通车请点击左下方链接。如需文献PDF，可直接联系知研客服获取。 1.前言回顾 随着对材料合成、界面工程和活性层形态控制的不断深入研究，基于非富勒烯受体的有机太阳能电池（OSCs）器件光电转换效率（PCE）已超过19%，并且在半透明和可穿戴器件应用中也显示出巨大的前景。然而，通过旋涂方法制备的OSCs活性层膜的可伸缩性较差，导致大面积器件和小面积器件之间的效率存在巨大差异。此外，大多数OSCs采用氯苯（CB）和氯仿（CF）等有害卤化有机溶剂，对人类健康和环境构成威胁，这也是工业化规模制造的最大阻碍之一。 在小面积器件的制备过程中，旋涂时外向离心力和内向粘性力是影响活性层薄膜质量的主要因素。在这两种力的相反作用下，通过简单的旋涂法可以形成均匀的薄膜。然而，大多数活性层溶液在旋涂过程中被遗漏，造成材料浪费。此外，随着活性层面积的增加，基板中心和边缘的作用力明显不同，这使得旋涂工艺不适合制备大面积器件。弯月面导向涂层（MGC）工艺通过基板和叶片之间的间隙向溶液施加单向剪切力，其中毛细管力是成膜的主要驱动力，其被认为是更适合制造大面积器件的方法。  2.文献简介 有鉴于此，近日，南昌大学陈义旺教授、胡笑添研究员，天津大学叶龙教授团队展开合作，系统地研究了旋涂和MGC工艺下流体剪切脉冲对OSCs器件性能和薄膜形貌的影响。通过增加剪切脉冲，可以使用环保型溶剂制备相应器件；通过增加旋涂时间和MGC速度，可以最大限度地提高印刷过程中流体的剪切冲量。研究结果显示，对于PM6:Y6体系，当MGC速度为55 mms-1时，由于活性层膜的微调形态，可实现15.1%的最高PCE。剪切脉冲的增加有效地抑制了非卤化绿色溶剂（邻二甲苯，o-XY）中给体和受体分子的聚集，从而获得最佳结晶度和适当的相分离，这有利于电荷转移和激子分离。  此外，剪切冲量的计算结果表明，对于用高沸点非卤化溶剂处理的OSCs，MGC工艺明显优于旋涂工艺，研究人员探索了均匀薄膜的制备条件。同时，为了验证剪切脉冲策略的通用性，他们也制作了基于PM6:BTP-eC9的OSCs器件。用MGC方法制备的小面积（0.04 cm2）PCE为17.15%，而大面积（1 cm2）刚性和柔性器件的PCE分别为15.50%和13.26%。更重要的是，采用卷对卷法制备的面积为25 cm2的柔性组件的PCE为11.29%。总之，剪切脉冲印刷策略有助于优化无卤溶剂处理薄膜的纳米结构，可以有效提高有机光电子器件性能。  3.文献总结 综上，该工作提出的新策略能够制备高效率的大面积OSCs器件，有助于其进一步的商业化应用。相关研究成果最新发表于国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》上，题为“A General Enlarging Shear Impulse Approach to Green Printing Large-area and Efficient Organic Photovoltaics”。 本文关键词：有机太阳能电池，大面积器件，剪切脉冲。 4.材料推荐     |
