通过科学中国新闻(a)giwaxs,(b)p-soxs和(c)lp-ta 的学分:©科学中国净资料有机太阳能电池(OSC)异质结界面是诸如电荷分离和重组的关键光药过程
界面的分子取向是确定太阳能电池效率的关键因素之一
由于界面上的复杂的三维分子布置和缺乏衡量局部分子的技术确定界面的分子取向是挑战性的,X射线散射广泛用于研究活性层中有机供体和受体材料的分子包装形态
放牧发射广角X射线散射(GIWAX)表示供体和受体相对于基材的侧面或面部堆叠方向(图1A),但不能区分界面处的两个阶段之间的相对方向
虽然相对或各向异性供体和各向同性富勒烯受体相之间可以基于偏振共振软X射线散射方法(P-SOX)(图1B)来测量,非富勒烯太阳能电池的兴起呈现出描述局部分子取向的新挑战在两个各向异性阶段的界面
厦门大学王成教授的研究小组及其合作者利用线性极化选择性瞬态吸收(LP-TA,图1C)来研究异质结的分子取向在全小分子有机太阳能电池
通过选择性地记录平行或垂直于泵脉冲的线性偏振的探针信号的偏振分量,从t的各向异性计算Ranient吸收信号用于估计它们在其界面处的供体和受体分子之间的角度
它们使用LP-TA光谱来检测三种全小分子有机太阳能电池中散装杂交的分子取向
界面供体和受体分子之间的角度通过对应于电荷分离过程的瞬态吸收信号的初始各向异性值来计算
,各向异性的动态给出了一个解离远离界面的电子/空穴对的分离过程
对于Zr1:Y6(PCE:14
3%)混合物,分析显示Zr1和Y6分子之间的角度在界面接近90°
相比之下,SimilaB1:BO-4CL(PCE:15
3%)共混物的R实验表明,B1和BO-4CL分子在界面处彼此平行BTR:BO- 4CL(PCE:11
3%)界面更加混乱,并且通过分析电荷分离动力学,B1:BO-4CL界面的电荷分离效率,具有随机相对取向
该分子并联定向高于Zr1:Y6界面的垂直定向(70%> 63%)
这些观察结果提供了X射线散射测量和突出极化的互补信息。选择性瞬态吸收光谱作为探测能量转换中键光物理步骤的界面结构和动态的工具
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