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Layer-by-layer slot-die coated high-efficiency organic solar cells processed using twin boiling point solvents under ambient condition

引用

Nano Research 2021年第11期14卷 4236-4242页

作者： Yu Yang Erming Feng Hengyue Li Zichao Shen Wanrong Liu Jingbo Guo Qun Luo Jidong Zhang Guanghao Lu Changqi Ma Junliang Yang Hunan Key Laboratory for Super-microstructure and Ultrafast Process School of Physics and ElectronicsCentral South UniversityChangsha410083China Frontier Institute of Science and Technology Xi’an Jiaotong UniversityXi’an710054China Printable Electronics Research Center Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-BionicsChinese Academy of SciencesSuzhou215123China Changchun Institute of Applied Chemistry Chinese Academy of SciencesChangchun130022China

Layer-by-layer (LbL) strategy has been developed to form bulk heterojunction (BHJ) structure for processing efficient organic solar cells (OSCs). Herein, LbL slot-die coating with twin boiling point solvents (TBPS) strategy was developed to fabricate highly efficient OSCs, which matches with large-scale, high throughput roll-to-roll (R2R) industrialized mass process. The TBPS strategy could produce high-quality thin film without any additive, leading to the optimized vertical phase separation with interpenetrating nanostructures, as well as the enhanced charge transport and extraction. Thus, the power conversion efficiency up to 14.42% was achieved for [(2,6-(4,8-bis(5-(2-ethylhexyl-3-fluoro)thiophen-2-yl)-benzo [1,2-b:4,5-b′]dithiophene))-alt-(5,5-(1′,3′-di-2-thienyl-5′,7′-bis(2-ethylhexyl)benzo[1′,2′-c:4′,5′-c′]dithiophene-4,8-dione)]:2,2′-((2Z,2′Z)-((12,13-bis(2-ethylhexyl)-3,9-diundecyl-12,13-dihydro-[1,2,5]thiadiazolo[3,4-e]thieno[2″,3″:4″,5″]thieno[2′,3′:4,5]pyrrolo[3,2-g]thieno[2′,3′:4,5]thieno[3,2-b]indole-2,10-diyl)bis(methanylylidene)) bis(5,6-difluoro-3-oxo-2,3-dihydro-1H-indene-2,1-diylidene))dimalononitrile (PM6:Y6) OSCs fabricated via sequentially LbL slot-die coating using the TBPS strategy under ambient condition. The research provides a potential route for industrialized production of high-efficiency and large-area OSC devices.

关键词： organic solar cells slot-die coating twin boiling point solvent layer-by-layer(LbL) vertical phase separation

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