目前，溶液处理的聚合物太阳能电池采用低成本溶液处理制备方法，获得具有轻质量，小体积的电池器件,可应用于柔性可穿戴器件及半透明电池材料中。优化后预处理的本体异质结溶液形成的互穿共织网有助于激子在界面处的分解以及电极对载流子的提取，从而获得更高的器件特征参数，但在光电转换的过程中，共混溶液的形貌以及活性层厚度会影响三类内部因素(电荷的产生，载流子的复合，载流子的提取)，同时组成共混溶液的给受体材料的光电性能与工艺流程中溶剂的选用都会间接的影响到这些因素。因此，找到有效的策略来加速对载流子的提取以及减缓对载流子复合的影响，对于提升电池的整体可用性有着重要意义。 根据文献研究表明，将光伏材料与少量的混合物或元素成分能够改善其相关的膜形貌以及光伏材料的表现，特别是电池的短路电流Jsc和填充系数FF，近日武汉大学闵杰课题组就通过这里基本理念引入第三方成分进入高性能聚合物主链之中，选用不同浓度的铱(Ir)配合物在合成过程中进入聚合物PM6的共轭骨架中，并与小分子受体制备了PM6-Irx(0,0.5,1,2.5,5):Y6系列的器件，有效改善了其本体异质结共混溶液的形貌，并促进了电荷生成，加速了载流子的提取并有效的遏制了载流子的复合。在实验室中达到17.32%的超高器件效率，并获得了认证效率16.70%，且器件参数在加入了Ir后获得了全方位的提升。相关文章以” Solution-Processed Polymer Solar Cells with over 17% Efficiency Enabled by an Iridium Complexation Approach”发表在Advanced Energy Materials. 论文链接： https://onlinelibrary./doi/abs/10.1002/aenm.202000590 在合成时，在共轭骨架上引入了不同组分的Ir 络合物(x=0.005,x=0.01,x=0.025,x=0.05)与辅助配体进行配位，在热重法测试中表现了良好的热稳定性，同时降低了聚合物主链的刚性，影响薄膜中分子堆积，光学吸收光谱中看出改性后的材料吸收峰有了红移且强度范围更广，表明了分子聚集强度可以通过Ir络合物来降低。改性后的材料有着不同层次的能级偏移，更有利于与Y6材料的组合。在制备器件，并验证其物理光学性能后发现，在适量加入X=0.01的Ir络合物后，器件效率有了明显提升。 图1:PM6-Irx的制备过程 图2:引入Ir对光伏材料的物理光学特性的影响 图3:PM6-Irx:Y6制备器件的光伏性能 图4:器件的物理相关物理性能 总结：研究者通过引入不同浓度的Ir络合物改变了PM6给体的结晶度与分子包装顺序，全方位增强了基于PM6体系器件的器件效率与所有参数，并且获得了16.7%的认证效率，在目前研究优化薄膜形貌的过程中，提出了一种适当引入Ir的方法，来改善优化形貌的复杂性，并得到了超高效率。(文：kirin) |
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