《聚合物太陽能電池多尺度協同關係及對器件性能的影響》是依託西安交通大學，由馬偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚合物太陽能電池多尺度協同關係及對器件性能的影響
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：馬偉
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
聚合物太陽能電池的形貌表征目前僅限於對聚合物結晶性能和相分離尺寸大小的描述。隨著混合相區的發現，相區純度的概念變的越來越重要。同時多尺度的形貌特點也在越來越多的聚合物太陽能電池中被發現。對這種多結構參數，多尺度的複雜形貌特徵的表征，及在更深層次理解結構和性能的關係，在目前的聚合物太陽能電池形貌研究中顯的格外重要。本項目擬採用基於同步輻射的廣角X射線散射和共振軟X射線散射的方法來揭示聚合物太陽能電池中的多尺度結構，以及各尺度結構在相區尺寸，相區純度方面的聯繫。深入探索多尺度結構對聚合物太陽能電池性能方面的影響。這種全方位，多尺度的表征方法為我們更深刻理解聚合物太陽能電池中結構和性能的關係提供了可能性，為尋找新的器件最佳化方法提供了手段，並為製備出更高性能的聚合物太陽能電池提供全新思路。
結題摘要
聚合物太陽能電池的活性層形貌與器件性能參數密切相關。目前，聚合物太陽能電池的形貌表征僅限於對聚合物結晶性能和相分離尺寸大小的描述。隨著混合相區的發現，相區純度的概念變的越來越重要。同時多尺度的形貌特點也在越來越多的聚合物太陽能電池中被發現。對這種多結構參數，多尺度的複雜形貌特徵的表征，及在更深層次理解結構和性能的關係，在目前的聚合物太陽能電池形貌研究中顯的格外重要。本項目主要聚焦聚合物太陽能電池活性層形貌精細結構的調控及表征，闡明不同尺度相區在尺寸和純度的協同作用下對器件性能的影響，理解不同加工手段對聚合物多尺度形貌的調控作用，並通過對不同尺寸形貌的最佳化，實現聚合物太陽能電池性能的提升。本項目取得的研究成果主要包括採用刮塗法在空氣環境中製備具有最佳化的形貌和穩定性的高效非富勒烯器件、採用三元策略和刮塗法實現給受體結晶性的平衡、採用路易斯酸摻雜有機太陽能電池協同最佳化形貌及性能等。在該項目的資助下，項目執行期間課題組在Advanced Materials、Joule、Advanced Functional Materials、Advanced Energy Materials等高水平雜誌共發表研究論文50篇。本項目取得的研究成果深入揭示了加工參數對有機太陽能電池活性層多尺度形貌結構的影響，為從活性層材料設計、加工參數最佳化以及形貌結構調控等方面最佳化器件性能提供了有力指導。同時，通過刮塗法在空氣中製備高效有機太陽能電池的成功，為實現有機太陽能電池的大面積生產以及工業化過程奠定了基礎。
