两亲性聚合物共网络由纳米尺度相分离的亲水和疏水域组成,近年来在被动光子学应用中引起关注。掠入射广角X射线散射表明,发光团的分子平面性和二面角通过范德华相互作用影响BHJ的堆叠,进而影响电荷传输。研究亮点:创新性引入APCNs作为多功能支架:利用其纳米相分离结构,成功将亲水性下转换发光团与疏水性PM6:Y6体异质结在空间上隔离,解决了材料不相容和能级不匹配问题。
华南理工大学段春晖团队联合西湖大学、上海大学等多单位,提出了一种面向“太阳能窗”应用的可规模化聚合物给体PPT-3。技术亮点1.可规模化合成:采用无锡DArP法,成功将PPT-3合成规模从毫克放大至20克,产量80%,材料成本仅6.1USD/g。结论展望本研究通过理性分子设计与绿色合成路径,成功开发出可规模化聚合物给体PPT-3,实现了18%的高效有机太阳能电池与120cm、AVT40%、PCE=6.69%的半透明组件,首次在材料合成、器件性能与制造成本之间实现了高效平衡。
提供了对双重钝化策略的全面评估,强调其在稳定高效钙钛矿太阳能电池中的潜力。b)钙钛矿太阳能电池在钙钛矿/Spiro界面使用金刚烷等离子体聚合物薄膜作为钝化层时的电流密度-电压曲线。双钝化钙钛矿太阳能电池的稳定性提升不仅归因于对潮湿环境的保护作用,还由于缓解了TiO2在紫外光辐射下光催化效应引起的降解。
东南大学姚惠峰团队创新设计具有选择性溶解性的二维共轭聚合物PBDB-tvt,通过长共轭侧链修饰BDT单元,成功将其用作多功能中间层,构建顺序沉积混合器件,最终实现20.3%的效率突破。结论展望本研究通过合理分子设计,开发出具有选择性溶解特性的二维共轭聚合物PBDB-tvt,作为多功能中间层应用于顺序沉积混合器件,有效调控了活性层垂直相分布,增强了短波长光吸收,并显著提升了电荷传输与提取效率,最终实现了20.3%的高效率与优异稳定性。
本文东南大学姚惠峰等人通过在苯并二噻吩单元上引入长共轭侧链——氯化烯丙硫基-噻吩-乙烯-噻吩,设计了一种二维共轭聚合物给体PBDB-tvt。最终,最优器件实现了20.3%的最高PCE。多功能中间层协同增效:PBDB-tvt中间层不仅优化了垂直相分布,还增强了短波长光吸收,提升电荷传输与提取效率,抑制复合。
结论展望本研究通过设计具有聚集增强发光特性的高发光聚合物给体PINTSO-F,并将其作为第三组分精准定位至给体-受体界面,成功实现了对有机太阳能电池非辐射复合的有效抑制和电荷动力学的协同优化,最终获得了效率超过20%、非辐射电压损失低至0.192V的高性能器件。
此外,锂螯合作用固定了水分子,减缓了湿气侵入。结构优化与性能提升:Li螯合使π–π堆积距离缩短,聚合物结晶度提高,空穴迁移率显著增强,器件效率从11.8%提升至13.7%。
为此,日本广岛大学ItaruOsaka团队设计并合成了一种结构简化、合成便捷的高效聚合物给体PTz3TE。通过引入改良合成复杂度指标进行量化评估,PTz3TE被证实是当前性价比最高的聚合物给体之一。该研究为OPVs的材料设计与商业化提供了重要借鉴。结论展望该团队通过精妙的分子与合成设计,成功打造了聚合物给体PTz3TE,实现了“高性能”与“易合成”的理想结合。
溶液法制备的钙钛矿太阳能电池具有大规模生产的巨大潜力,但制备大面积高结晶度的钙钛矿薄膜仍是一个主要挑战。功能性氟基团与钙钛矿物种的协同配位作用限制了复杂中间相的形成,并促进了具有高结晶度和高相纯度的空间定向钙钛矿薄膜的形成。
论文概览针对钙钛矿太阳能电池在潮湿环境下本征不稳定性导致的性能衰退问题,韩国汉阳大学与高丽大学研究团队创新性地提出利用树枝状大分子作为挥发性组分储存器,实现钙钛矿材料的可持续自修复。深度精度Figure1展示了含有多功能树枝状聚合物的钙钛矿太阳能电池的可重复自修复性能。Figure5通过分子模拟和示意图,阐明了树枝状聚合物NHD实现钙钛矿可持续自修复的机制。