Zadnjih nekaj let smo bili priča izjemnemu napredku na področju organskih sončnih celic z uporabo nefulerenih (NFA) elektronskih akceptorjev.
Ti so v primerjavi s fulerenskimi akceptorji NFA derivatov pokazali številne prednosti, vključno s prilagodljivim energijskim nivojem, širokim spektrom absorpcije in močno absorpcijo svetlobe, pa tudi z visoko mobilnostjo nosilcev.
a nadaljnje izboljšanje učinkovitosti OSC-jev so bili v kemično strukturo NFA vključeni atomi fluora (F) ali klora (Cl) kot učinkovit pristop pri modulaciji HOMO in LUMO nivojev.
Z majhnim van der Waalsovim polmerom in veliko elektronegativnostjo atom fluora izboljšuje molekulsko planarnost in agregacijsko težnjo NFA, pri tem pa povečuje tudi njihovo sposobnost kristalizacije.
Vendar nagnjenost fluoriranih NFA k samoorganizaciji v kristale običajno vodi do prekomerne ločitve faz, za katero je bilo ugotovljeno, da povečuje hrapavost filmske površine, poveča rekombinacijo naboja na priključni elektrodi, in kar je še pomembneje, zmanjša število heteropovezovalnih vmesnikov znotraj fotoaktivne plasti.
Kombinacija vseh teh učinkov pa vodi do zmanjšane energijske učinkovitosti. Prav pred kratkim pa je skupina profesorja Tao Wanga na tehnični univerzi Wuhan pokazala učinkovit pristop k uravnavanju molekularne organizacije fluoriranega NFA (INPIC-4F) in njegove fazne ločitve z dajalcem PBDB-T, in sicer s spreminjanjem raztopine za vlivanje (CB, CF in njune mešanice).
Ko je kot topilo za vlivanje uporabljeno topilo CB z visokim vreliščem, je INPIC-4F tvoril lamelarne kristale, ki nadalje prerastejo v sferulite v mikronskem razredu velikosti, kar je povzročilo le 8,1 % PCE. Ko so uporabili topilo CF z nizkim vreliščem, so kristalizacijo INPIC-4F omejili in je nizki strukturni vrstni red privedel do zmernega PCE 11,4 %. Z uporabo binarne mešanice topil (CB : CF = 1,5 : 1, v/v) so učinkovitost PBDB-T : INPIC-4F nefulerenske OSC izboljšali kar na 13,1 %.
Ti rezultati prinašajo optimizem tako glede strategije z binarnimi topili za nadzor molekularnega reda kot morfologije velikostnega razreda v področju nanometra za izdelavo visoko učinkovitih nefulerenih
Vir:
https://www.rdworldonline.com/binary-solvent-mixture-boosting-high-efficiency-of-polymer-solar-cells/
