1,10-二碘癸烷在有机太阳能电池中的应用

2025/4/21 15:32:31 作者:电离式

1,10-二碘癸烷(DID)在有机太阳能电池中作为添加剂的最佳使用条件较为复杂,受到多种因素的影响。

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1,10-二碘癸烷

对太阳能电池的影响

成膜稳定性

1,10-二碘癸烷具有高沸点,使得在有机太阳能电池的制备过程中,能够在一定程度上保持溶液的稳定性,有助于形成均匀的薄膜。在室温及大气压力下制备器件时,添加剂会有残留,会对有机材料的光降解和太阳能电池的光电性能产生影响。通过X射线光电子能谱(XPS)测量可以确认活性层中添加剂残留带来的碘元素。与一些传统添加剂如1,8-二碘辛烷(DIO)相比,高沸点可能会在不同的制备条件下表现出不同的效果,使其在特定条件下更有利于控制活性层的形成和稳定性。

对光降解及光电性能的影响

残留的1,10-二碘癸烷会显著降低活性层在光照下的光稳定性和器件性能。通过电流密度 - 电压(J-V)和电化学阻抗测量可以看出,与没有添加剂残留的情况相比,有残留时,有机太阳能电池的性能下降。这是由于残留导致了活性层结构的变化,从而影响了电荷的传输和复合。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)可以探测光照后薄膜的结构变化。在有1,10-二碘癸烷残留的情况下,光照会引起活性层结构的变化,进而影响太阳能电池的性能。然而,即使在有添加剂残留的情况下,光照后薄膜的吸收并没有发生变化,这表明聚合物的共轭结构未受影响。将它与其他添加剂结合使用可能会产生更好的效果。引入共添加剂可以导致光敏层的表面形态均匀,并在供体和受体之间形成分布良好的互穿网络,减少载流子复合,提高有机太阳能电池的性能和稳定性。

对制备工艺的影响

有机太阳能电池的制备工艺对1,10-二碘癸烷的最佳使用条件有重要影响。在不同的温度、压力和溶剂条件下,残留情况和对活性层的影响会有所不同。此外,热退火等处理方法也会影响其作用效果。不同的有机太阳能电池材料体系对它的响应也不同。在聚合物和小分子体系中,1,10-二碘癸烷的添加可能会提高功率转换效率(PCE),但在其他体系中可能效果不明显。除了光电性能外,有机太阳能电池的稳定性和可重复性也是重要的考虑因素。研究发现,一些处理方法如高真空处理或高温热退火可以去除残留的1,10-二碘癸烷,从而提高活性层的光稳定性和太阳能电池的性能。添加剂的选择还应考虑其对器件稳定性和可重复性的影响[1]。

参考文献

[1]Zhao X ,Zhao J ,Wu R , et al.Impact of additive residue on the photodegradation of high performance polymer solar cells[J].Organic Electronics,2017,49226-233.

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