非卤素添加剂在有机太阳能电池二元溶剂系统中的关键影响

"添加剂在二元无卤溶剂体系中对高效有机太阳能电池的一般加工过程中的关键作用" 这篇研究论文探讨了添加剂在构建高效有机太阳能电池（Organic Solar Cells, OSCs）时，在二元无卤溶剂系统中的重要角色。随着有机太阳能电池技术的快速发展，避免使用含卤素溶剂已经成为实现OSCs实际应用的关键任务，因为卤素化合物对环境有潜在的危害。论文中，研究人员开发了一种非卤素溶剂组合，即甲苯和甲萘，以替代传统的氯化苯和1-氯萘二元卤素溶剂。 通过系统性研究，他们分析了这种二元无卤溶剂混合物对电池形态、载流子迁移率以及光电性能的影响。研究发现，无卤素混合溶剂比卤素类溶剂具有更广泛的适用性，能适应各种聚合物：富勒烯体系。具体来说，他们在基于PTB7:PC71BM的OSCs中实现了超过8%的功率转换效率（Power Conversion Efficiency, PCE），这表明无卤素溶剂系统在保持高性能的同时，能够解决与大规模生产相关的环境问题。 添加剂策略在此类无卤素溶剂系统中的应用，为解决与环境友好的大规模制造相关的挑战提供了一条可行途径。添加剂的作用主要包括调控活性层的微观结构，改善聚合物和富勒烯之间的相分离，从而提高电荷的收集和传输效率。此外，添加剂还可以稳定溶剂蒸发过程中形成的薄膜，防止过早的相分离，这对于优化器件的性能至关重要。 在无卤素溶剂中，添加剂的选择和用量需要精细调整，以确保它们能够促进理想的活性层结构形成，例如，形成有利于载流子传输的连续纳米网络结构。通过这种方式，添加剂可以显著提高OSCs的开路电压（Open-Circuit Voltage, VOC）、短路电流密度（Short-Circuit Current Density, JSC）以及填充因子（Fill Factor, FF），进而提升PCE。 这篇研究论文揭示了无卤素添加剂在有机太阳能电池制造过程中的重要作用，为环保型OSCs的发展提供了新的视角和策略。未来的研究可能需要进一步探索更多类型的无卤素溶剂和添加剂组合，以期获得更高效率和更稳定的有机太阳能电池。同时，这也为优化电池制备工艺、降低成本和环境影响提供了理论指导。