有機太陽電池は、有機材料を活性層として使用して日光を吸収して電気を生成する薄膜太陽光発電（PV）デバイスです。溶媒処理は、溶媒の選択が活性層の形態と特性に大きく影響する可能性があるため、有機太陽電池の製造における重要なステップです。
この研究では、OISTの研究者は、ポリ（3-ヘキシルチオフェン）（P3HT）および[6,6] - フェニル-C61-ビューチ酸メチルエステル（PCBM）のブレンドに基づいて、有機太陽電池の構造と性能に対する異なる溶媒混合物の効果を調査しました。彼らは、活性層の形態と特性を特徴付けるために、放牧された小角X線散乱（GISAXS）、原子間力顕微鏡（AFM）、フォトルミネセンス（PL）分光法など、実験技術の組み合わせを使用しました。
研究者たちは、溶媒混合物の選択が、P3HT：PCBMブレンドの相分離と結晶性に大きな影響を与えることを発見しました。彼らは、クロロベンゼンと1,8-ジオドウクチクタン（DIO）の混合物を使用すると、クロロベンゼン単独を使用するのと比較して、より顕著な相分離とより高い結晶性をもたらすことを観察しました。この改善された形態は、電荷キャリア輸送の強化とデバイスのパフォーマンスの向上をもたらし、5％を超える電力変換効率（PCE）につながります。
この研究は、有機太陽電池の製造における溶媒選択の重要性を強調し、溶媒誘発性の形態とデバイスの性能の関係に関する洞察を提供します。溶媒混合物を制御することにより、活性層の位相分離と結晶性を最適化し、電荷輸送の改善と有機太陽電池のより高い出力変換効率につながる可能性があります。
「私たちの発見は、有機太陽電池の溶媒混合物、活性層の形態、およびデバイスのパフォーマンスの間の複雑な相互作用に光を当てています」と、この研究の主執筆者である谷口氏は述べています。 「この知識は、カスタマイズされた形態を備えた高性能有機太陽電池を設計および製造し、次世代の太陽光発電技術におけるより広範な採用を可能にすることができます。」
