共軛聚合物在溶液處理過程中可以進行復雜的、濃度依賴的自組裝,但其對有機太陽能電池薄膜形態和器件性能的影響知之甚少。近日,伊利諾伊大學Diao Ying報道了溶致液晶(LLC)介導的多共軛聚合物組裝,這通常會提高葉片涂覆非富勒烯體異質結太陽能電池的器件性能。
本文要點:
1) 作者以D18為模型系統,利用溶液X射線散射和顯微成像表征揭示了LLC的形成機制:D18首先聚集成半結晶納米纖維,然后組裝成非手性向列相LLC,通過對稱性破壞產生手性扭曲彎曲LLC。組裝路徑由增加的溶液濃度驅動,這是與可擴展制造相關蒸發組裝過程中的常見驅動力。
2) 這種組裝路徑可以通過涂層策略進行最大程度的調節,以產生1)蒸發條件下的溶致液晶組裝和2)Landau-Levich條件下的纖維聚集路徑。手性液晶組裝途徑產生的薄膜結晶度是纖維聚集途徑薄膜的2.63倍,T80壽命顯著提高了50倍。
Azzaya Khasbaatar et.al Lyotropic Liquid Crystal Mediated Assembly of Donor Polymers Enhances Efficiency and Stability of Blade-Coated Organic Solar Cells Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202414632
https://doi.org/10.1002/adma.202414632