【摘 要】
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太阳能电池的体相异质(BHJ)结活性层形貌对于对应有机光伏器件(OPV)的性能而言非常关键.目前,从透射电子显微镜(TEM)技术得到的形貌信息的确非常有限.同时,这也在很大程度上限制了人们对于OPV器件形貌/效率关系的预测.在此,使用的耗散粒子动力学方法(DPD)得到了太阳能电池体相异质结的三维形貌,并表明了耗散粒子动力学的确是一种用来预测体系三维(3D)形貌的有效方法.基于上述方法得到的三维形貌
【机 构】
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苏州大学功能纳米与软物质研究院 浙江大学药学院
【出 处】
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第八届国际分子模拟与信息技术应用学术会议
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太阳能电池的体相异质(BHJ)结活性层形貌对于对应有机光伏器件(OPV)的性能而言非常关键.目前,从透射电子显微镜(TEM)技术得到的形貌信息的确非常有限.同时,这也在很大程度上限制了人们对于OPV器件形貌/效率关系的预测.在此,使用的耗散粒子动力学方法(DPD)得到了太阳能电池体相异质结的三维形貌,并表明了耗散粒子动力学的确是一种用来预测体系三维(3D)形貌的有效方法.基于上述方法得到的三维形貌,我们利用图论和形貌描述符成功地预测了BHJ太阳能电池的性能指标.具体地,研究了聚(3-己基-噻吩)/[6,6]-苯基C61丁酸酸甲酯(P3HT/PCBM)BHJ太阳能电池体系的活性层形貌和器件效率.研究发现,当PCBM组分的体积分数介于0.4-0.5的时候,P3HT/PCBM通过相分离后形成了双连续的形貌以及相对最佳的器件性能指标,这一点与实验结果一致.此外,对于P3HT/PCBM体系形貌和对应器件性能来讲,最佳的热处理温度为413K,这也同样与实际的退火温度比较符合.我们还发现,溶剂添加剂在P3HT/PCBM BHJ太阳能电池体系的去溶剂化过程中的起着非常关键的作用.总之,介观模拟方法为快速预测BHJ太阳能电池体系动态3D形貌和对应的OPV器件性能指标提供了一个更高效的方法.
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