Processus de dégradation supprimée des cellules solaires organiques à base de solvant vert grâce à la modification du ZnO avec des dérivés de sulfhydryl

Résumé L'interface des cellules solaires organiques joue un rôle crucial dans la performance et la stabilité des dispositifs. Plusieurs enquêtes ont démontré que l'interface affecte la morphologie et la microstructure de la couche active, ce qui est important pour la performance des dispositifs. Ici, plusieurs dérivés de mercaptan sont explorés dans des cellules solaires organiques à base de solvant vert (PBDB‐TF‐T1 : BTP‐4F‐12) comme modificateurs de stabilisation efficaces sur ZnO. La diffusion des rayons X à incidence rasante (GIWAXS/GISAXS) fournit une compréhension approfondie du processus de dégradation pendant l'opération. Le processus de dégradation est entraîné par une compression de l'empilement moléculaire ainsi qu'une diminution de la cristallinité du donneur, en plus de la décomposition connue de l'accepteur à l'interface. La dégradation des cellules solaires comprend trois étapes, où un composant inattendu de l'accepteur apparaît dans la deuxième étape, simultanément à une microstructure qui se rétracte de manière uniforme. De plus, le modificateur d'interface tétraéthylène glycol tétrakis(3-mercapto-propionate) (PETMP) stabilise la cristallinité du donneur tout en supprimant la décomposition de l'accepteur, améliorant ainsi la stabilité du dispositif. L'effet de modification est causé par l'interaction entre le Zn et le S des groupes sulfhydryl des dérivés de mercaptan. Ainsi, les études des changements de morphologie de la couche active étendent les connaissances issues des caractérisations ex situ, élargissant la compréhension des mécanismes de dégradation.