北化李韦伟教授团队ACSAMI银纳

点击上方“蓝字”一键定阅

超薄超柔有机太阳能电池(OSCs,厚度小于10μm)具备高比功率,优秀的板滞平静性以及对曲面的优异贴合性,在可穿着系统,植入征战以及软体板滞人等范畴引发研讨者精深的趣味。比拟于刚性器件,抬高深柔性OSCs的有用战略是制备高机能晶莹复合电极(电极兼基底)。银纳米线(AgNWs)和晶莹聚酰亚胺(CPI)是柔性电极和晶莹会合物基底的愿望筛选。将AgNWs半嵌入CPI的战略可以有用消沉AgNWs的粗拙度,抬高复合电极的界面粘附力、热平静性和处境平静性。但是,基于AgNWs半嵌入CPI的电极(AgNWs

CPI)的超柔OSCs暂时还未报导,紧要缘故以下:(1)CPI每每采纳热亚胺化或许化学亚胺化制备,而热亚胺化的高温(高于°C)或者会毁坏AgNWs电极。化学亚胺化加工温度低,是制备AgNWs

CPI复合电极最好筛选,而这延续被该范畴的研讨人员所忽略;(2)大多半报导的半嵌入AgNWs

CPI复合电极,行使的CPI结媾和制备进程不知道,使得干系范畴的研讨人员很难反复;(3)AgNWs嵌入CPI会形成洪量界面,瘦弱复合电极的耐溶剂性,特为是关于具备超薄衬底的超柔性OSCs影响极大。

北京化工大学李韦伟老师团队合成了四种不同分子量的CPI(图1),对其光学、热学以及力学机能举行了详细研讨(图2)。行使AgNWs半嵌入CPI的办法制备了AgNWs

CPI超薄超柔复合电极(厚度9μm),电极兼具低方阻、高透光率、低表面粗拙度、高热平静以及优秀的板滞弯折平静性(图3)。以该复合电极其底电极制备超薄OSCs(图4)的效率高达14.37%,与刚性器件效率热诚(14.77%)。其它,做家对不同分子量CPI在器件加工中的临界衬底厚度举行了研讨,声明临界衬底厚度跟着分子量的添加而减小,CPI-1和CPI-2可用于制备超柔性OSCs,临界衬底厚度为5.5μm。着末,做家研讨了该超薄OSCs的板滞平静性(图5),表冥器件具备优秀的板滞平静性,在不同半径下弯折次后,超柔性OSC器件的归一化PCE仅略有下落,纵使在曲折半径0.5mm的情形下,器件仍能坚持初始PCE的96%以上。其它,做家还研讨了衬底厚度以及银纳米线未嵌入CPI对器件机能的影响。成效声明:基底厚度对器件各层应变影响较大,在不异的曲折半径下,基底厚度越大,各层应变越大,器件板滞平静性越差;未嵌入银纳米线的器件需求较厚ZnO界面层遮蔽AgNWs粗拙度,消沉器件柔性,而且银纳米线与基底粘附性差,最后致使板滞弯折平静性下落。该办事对范畴研讨者制备高效超柔有机太阳能器件具备很好的警示和疏导意义。

图1.不同分子量聚酰亚胺的合成过程图

图2.不同分子量CPI布局及机能表征。(a)红外图;(b)GPC图;(c)透过率弧线;(d)模量-温度弧线图;(e)热膨胀系数(CTE);(f)力学机能。

图3.AgNWs

CPI复合电极制备及机能表征。(a)电极制备示企图;(b)透过率弧线;(c)AFM图;(d)热平静性;(e)不同半径下弯折面电阻变动;(f)半径0.5mm下弯折次面电阻变动。

图4:(a)器件布局图;(b)聚酰亚胺薄膜的临界衬底厚度;(c)超柔性OSC剥离先后的J?V弧线;(d)超柔性OSC与刚性器件的J?V弧线。

图5:(a)超柔性OSC不同半径弯折次的PCE变动;(b)0.5mm半径下超柔性OSC弯折次的PCE变动;(c)AgNWs未嵌入CPI基底的器件J?V弧线;(d)基于不同电极的器件0.5mm半径下弯折次的PCE变动;(e)不同基底厚度器件不同弯半数径下PCE变动;(f)衬底厚度与活性层应变的瓜葛。

干系成效以“UltrathinFlexibleTransparentCompositeElectrodeviaSemiembeddingSilverNanowiresinaColorlessPolyimideforHighPerformanceUltraflexibleOrganicSolarCells”为题颁发在ACSAppliedMaterialsInterfaces上,论文第一做家为北京化工大学硕士研讨生王永妹,通信做家为李伟伟老师和陈巧梅博士。

原文链接:




转载请注明:http://www.180woai.com/afhpz/950.html


冀ICP备2021022604号-10

当前时间: