研究目的
为了证明使用毒性较低的溶剂（特别是非卤化、非芳香族溶剂）制造有机太阳能电池的可行性，且其效率结果与采用传统卤化溶剂处理的相当。
研究成果
该研究成功证明，有机太阳能电池可采用非卤化、非芳香族溶剂环己酮制造，其性能与使用传统卤化溶剂处理的器件相当。这一方法标志着有机太阳能电池环保制造工艺取得了重要进展。
研究不足
该研究聚焦于用环己酮替代卤代溶剂，针对特定的聚合物/富勒烯衍生物组合。未探究其他材料组合或器件结构下的性能表现。此外，尽管环己酮的环境影响低于卤代溶剂，但其具体量化程度尚未完全明确。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用汉森溶解度参数（HSP）筛选出与有机太阳能电池活性层中给体聚合物和受体分子相容的非卤化非芳香族溶剂（环己酮）。
2：样本选择与数据来源：
器件活性层选用两对共轭聚合物/富勒烯衍生物组合：以P3HT为给体材料、PC61BM为受体，以及PTB7Th与PC71BM的组合。
3：实验设备与材料清单：
材料包括规整聚(3-己基噻吩-2,5-二基)（P3HT）、[6]-苯基-C61丁酸甲酯（PC61BM）、聚[4,8-双(5-(2-乙基己基)噻吩-2-基)苯并[1,2-b;4,5-b']二噻吩-2,6-二基-alt-(4-(2-乙基己基)-3-氟噻吩[3,4-b]噻吩-)-2-羧酸酯-2-6-二基)]（PTB7Th）和[6]-苯基-C71丁酸甲酯（PC71BM）；溶剂包含环己酮、氯苯和1,2-二氯苯。
4：实验流程与操作步骤：
活性层通过旋涂法沉积于PEDOT:PSS包覆的ITO玻璃基底上，随后进行热处理并蒸镀金属钙和铝电极层。
5：数据分析方法：
在模拟太阳光照射下通过电流-电压测试测定开路电压（Voc）、短路电流密度（Jsc）、填充因子（FF）及器件效率（PCE）等参数。
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Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl) regioregular
P3HT
Aldrich
Donor material in the active layer of organic solar cells
-
[6]-Phenyl-C61 butyric acid methyl Ester
PC61BM
American Dye Source (ADS)
Acceptor material in the active layer of organic solar cells
-
Poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b;4,5-b’]dithiophene-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexyl)-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-)-2-carboxylate-2-6-diyl)]
PTB7Th
Solamer
Donor material in the active layer of organic solar cells
-
[6]-Phenyl-C71 butyric acid methyl Ester
PC71BM
American Dye Source (ADS)
Acceptor material in the active layer of organic solar cells
-
cyclohexanone
Sigma-Aldrich
Solvent for the active layer of organic solar cells
-
chlorobenzene
Sigma-Aldrich
Conventional solvent for the active layer of organic solar cells
-
1,2-dichlorobenzene
Sigma-Aldrich
Conventional solvent for the active layer of organic solar cells
-
Indium Tin Oxide
ITO
Delta Technologies
Conductive coating on glass substrates for organic solar cells
-
PEDOT
Clevios P
Hole transport layer in organic solar cells
-
metallic calcium
Ca
Electrode material in organic solar cells
-
aluminum
Al
Electrode material in organic solar cells
-
1,8-diiodooctane
DIO
Co-solvent to improve the morphology of the active layer
-
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