利用原位X射线散射实时探测刀涂全聚合物有机太阳能电池的形态演变和再结晶过程

优化活性层的形态对于实现全聚合物太阳能电池（APSCs）的高光电转化效率至关重要。溶剂蒸汽退火（SVA）是控制活性层形态的重要后处理策略。然而，大多数当前的SVA是在外部进行的，限制了其准确揭示APSCs活性层形态演变的能力。本研究使用原位同步辐射GIWAXS和结合GISAXS的原位UV-vis光谱法实时监测PM6/PY-IT混合物在SVA过程中的形态演变。结果表明，在非极性二硫化碳蒸汽下，PY-IT的吸收峰出现红移，而在极性氯仿蒸汽的SVA过程中观察到蓝移。SVA过程可分为三个阶段：溶剂膨胀、再结晶和分子重排。对于经历氯仿SVA的热预退火样品，功率转换效率（PCE）提高了15.1%。PCE的提升源于晶面间距（d-spacing）的减少、晶体相干长度的增强以及通过SVA实现的最佳相分离。预退火抑制了过度膨胀，强调了在APSCs形态中的重排动态作用。本研究为平衡SVA条件以最大化性能和最小化不利影响提供了见解。