Dévoiler les Corrélations entre les Propriétés Mécaniques, la Miscibilité et la Microstructure des Films dans les Cellules Photovoltaïques entièrement Polymères

Résumé Le développement rapide des accepteurs polymères à faible bande interdite a permis d'augmenter l'efficacité jusqu'à ≈17 % pour les cellules solaires entièrement polymères (all‐PSCs). Néanmoins, le film de mélange polymère, essentiel à la conversion photoélectrique des all‐PSCs, n'a pas été entièrement compris en termes d'influence et de facteurs régulateurs des propriétés mécaniques, ce qui freine les avancées dans les applications flexibles et portables. Ici, une série de méthodes de caractérisation est combinée pour étudier les propriétés mécaniques, la miscibilité et la microstructure du film des mélanges basés sur plusieurs donneurs polymères représentatifs (PTzBI‐Si, PTVT‐T, PM6 et PTQ10) et un accepteur polymère de référence N2200, et pour révéler davantage les relations entre la miscibilité et les propriétés de la propriété de miscibilité. Les résultats soulignent que les comportements de fracture et les modules élastiques de ces mélanges avec des compositions variées montrent des tendances de changement différentes, qui sont affectées par les interactions moléculaires et la structure agrégée des mélanges. Les modules élastiques des quatre mélanges entièrement polymères peuvent être prédites avec précision par différents modèles déduits de la mécanique macromoléculaire. Le plus crucial, les corrélations entre le module élastique, la morphologie et la miscibilité des mélanges entièrement polymères sont élucidées pour la première fois. Les relations dérivées sont validées avec un autre mélange à haute efficacité et seront la clé pour la fabrication réussie de all‐PSCs mécaniquement robustes et extensibles avec une haute efficacité.