从富勒烯到非富勒烯受体的形态控制进展，用于可扩展的高性能有机光伏,Journal of Materials Chemistry A

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从富勒烯到非富勒烯受体的形态控制进展，用于可扩展的高性能有机光伏
Journal of Materials Chemistry A ( IF 10.7 ) Pub Date : 2021-10-01 , DOI: 10.1039/d1ta06861j
Seongwon Yoon ₁ , Eul-Yong Shin ₁ , Nam-Kwang Cho ₁ , Sungmin Park ₁ , Han Young Woo ₂ , Hae Jung Son _{1,

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随着非富勒烯受体（NFA）的发展，有机光伏（OPV）的效率得到了显着提高，超过了18%。体异质结 (BHJ) 薄膜的形态显着影响激子产生和电荷分离和传输的所有单个步骤。尽管从基于富勒烯的系统开发的许多溶液处理技术已被有效地用于基于 NFA 的 BHJ 的形态控制，但由于供体和 NFA 材料的不同化学结构，优化过程仍然很复杂。此外，重要的是开发材料和加工技术，以便将小区域实现的 BHJ 形态可靠地转移到大区域。本文综述了BHJ薄膜的形态演化机制和基于NFA的BHJs控制的最新研究进展；这包括研究有机材料的结构-性能关系和加工技术，这些技术已实际用于 NFA 混合物的形态优化，例如使用三元组合物和溶剂添加剂以及 BHJ 膜的后处理。最后，我们调查了用于生产可扩展 BHJ 的涂层技术，并提供了实现用于实际工业应用的高性能 OPV 设备的观点。该综述可以作为解决新材料形态问题的指南，以实现更高效率的基于 NFA 的 OPV。例如使用三元组合物和溶剂添加剂以及 BHJ 薄膜的后处理。最后，我们调查了用于生产可扩展 BHJ 的涂层技术，并提供了实现用于实际工业应用的高性能 OPV 设备的观点。该综述可以作为解决新材料形态问题的指南，以实现更高效率的基于 NFA 的 OPV。例如使用三元组合物和溶剂添加剂以及 BHJ 薄膜的后处理。最后，我们调查了用于生产可扩展 BHJ 的涂层技术，并提供了实现用于实际工业应用的高性能 OPV 设备的观点。该综述可以作为解决新材料形态问题的指南，以实现更高效率的基于 NFA 的 OPV。

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Progress in morphology control from fullerene to nonfullerene acceptors for scalable high-performance organic photovoltaics

With the development of nonfullerene acceptors (NFAs), the efficiency of organic photovoltaics (OPVs) has been remarkably improved and exceeded 18%. The morphology of bulk heterojunction (BHJ) films significantly affects all individual steps of exciton generation and charge separation and transport. Although many solution processing techniques developed from fullerene-based systems have been effectively utilized for morphology control of NFA-based BHJs, the optimization process is still complicated due to diverse chemical structures of donor and NFA materials. In addition, it is important to develop materials and processing techniques for reliable transfer of the BHJ morphology realized in small-areas to large-areas. This article reviews mechanisms of morphology evolution of the BHJ film and recent research progress for control of NFA-based BHJs; this includes studies of structure–property relationship of organic materials and processing techniques which have been practically employed for morphology optimization of the NFA blends, such as uses of ternary compositions and solvent additives and post treatments of the BHJ film. Finally, we survey coating techniques for producing scalable BHJs and provide perspectives to realize high-performance OPV devices for practical industrial applications. This review can serve as a guide to resolve the morphological issues for new materials to achieve higher efficiency NFA-based OPVs.

更新日期：2021-11-03

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