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苏大李耀文团队JACS:原子级化学焊接的银纳米线电极实现17.5%效率的柔性有机太阳能电池发表时间：2022-04-28 09:42作者：知研光电材料 导语：研究人员利用“可控还原和化学焊接”的策略，通过在AgNW溶液中涂覆低浓度（1×10–6mol/L）的AgNO3和含有Cl-和二羟基的离子液体型还原剂，并与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）/嵌入式AgNW（PET/Em-Ag）的基底相结合，最终制备了高导电性和超柔性透明电极，效率创纪录17.52%。苏大李耀文团队JACS:原子级化学焊接的银纳米线电极实现17.5%效率的柔性有机太阳能电池 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。 文献直通车请点击链接。如需文献PDF，可直接联系知研客服获取。https://doi.org/10.1021/jacs.2c01503 1.前言回顾 得益于有机太阳能电池（OSCs）的诸多优点，其在集成光伏以及便携式和可穿戴器件等方面、应用广泛。目前，基于玻璃基板的单结和串联OSCs的光电转换效率（PCE）高达19%。然而，由于真空热沉积氧化铟锡（ITO）等塑料衬底上沉积的柔性透明电极（FTEs）的光电和机械性能不佳，柔性OSCs的效率明显低于刚性OSCs。目前，金属氧化物（TiO2或其他电介质）/超薄金属（如Ag）/金属氧化物（OMO）三层结构在OSCs中作为FTEs取得了成功应用，由于OMO结构能够建立光学谐振腔，通过改变三层的厚度和类型，即可以精确控制电导率和透光率，最终实现高性能FTEs。此外，其他溶液可加工材料，如石墨烯、 碳纳米管、导电聚合物、和金属纳米线等也得到了深入研究。然而，由于溶液处理允许有限的材料分散和生长控制，这会牺牲它们的光电特性，降低器件性能。 在溶液可加工的透明电极材料中，网状银纳米线（AgNWs）以其高导电性、可控长宽比、高透光性和良好的弯曲耐久性等显著优点被广泛用作溶液加工的FTEs。此外，AgNWs可以在水和醇等各种环境友好溶剂中简单合成，使其与各种湿涂层方法和工业需求兼容。然而，溶液处理的AgNW FTEs通常显示出高粗糙度、不均匀分布和针状形貌，这是因为AgNW与基板的随机堆叠和弱粘附。因此，这些AgNW不仅可能会穿透光活性层导致器件短路，还会导致高接触电阻，降低AgNW FTEs的导电性和稳定性。由于流变溶剂的存在，这些不良行为会随着器件的缩放比例增加而放大。虽然可以在AgNW薄膜上涂覆额外的高粘度导电或半导体材料，如PEDOT:PSS等，但这些共轭材料通常在可见光区域具有相对较高的寄生吸收，从而不可避免地影响FTE的透光率和电导率。因此，精确控制AgNW结位的形成以实现金属接触对于降低薄层电阻（Rsh）和避免寄生吸收至关重要。  2.文献简介 调整AgNW薄膜的堆叠和接触行为是提高AgNW FTEs性能的有效途径。近日，苏州大学李耀文教授研究团队提出了一种“可控还原和化学焊接”的策略，通过在AgNW溶液中涂覆低浓度（1×10–6mol/L）的AgNO3和含有Cl-和二羟基的离子液体型还原剂，并与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）/嵌入式AgNW（PET/Em-Ag）的基底相结合，最终制备了高导电性和超柔性FTE。IL中的Cl-可以通过AgCl的形成和溶解来调节Ag+的浓度，而二羟基会缓慢地减少释放的Ag+从而在AgNW的接合处形成金属Ag。还原银按照孪晶生长模式焊接AgNWs的接合点，因此二者之间产生原子级接触，有助于在整个网状AgNW中实现强大的物理和电接触。  研究结果显示，所制备的FTE在不牺牲光学透射率的情况下导电性显著增强，并且获得了较低的Rsh为12Ω/sq，以及厚度550 nm（不包括衬底）下95%的最高透射率。此外，化学焊接的AgNW在FTE中具有强大的机械弯曲和剥离稳定性。此类FTE与非富勒烯光活性层材料兼容，基于PM6:BTP-eC9:PC71BM小面积（0.062 cm2）柔性OSCs器件获得了创纪录的PCE（17.52%），即使在极端试验条件下也具有强大的抗弯耐受性。更重要的是，这种FTE可以很容易地拓展应用到大规模叶片涂层器件的制备，1 cm2大面积柔性OSCs器件PCE高达15.82%。  3.文献总结 综上，该工作为制备新型高效的FTE提出了新的设计策略，有望促进大面积高性能柔性光电器件的发展。本文的第一作者是苏州大学在读博士研究生曾光和博士后陈炜杰，通讯作者是李耀文教授。相关研究成果最新发表于国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》上，题为“Realizing 17.5% Efficiency Flexible Organic Solar Cells via Atomic-Level Chemical Welding of Silver Nanowire Electrodes”。 本文关键词：有机太阳能电池，柔型器件，银纳米线电极，电导率。 4.材料推荐     |
