美发现高效太阳能电池材料的双层结构

美国布鲁克海文国家实验室研究了有机光电材料—PCDTBT，发现了不寻常的双层薄片结构。PCDTBT属于聚咔唑共轭聚合物，可使电子在周围移动，既可以发出电子，也可以吸收电子，还能把太阳光转换为电力，效率高达7.2%，该材料可广泛应用于显示器、固态照明、晶体管、太阳电池等。

(a)PCDTBT聚合物的化学结构式;(b)X射线散射几何示意图

PCDTBT薄膜衍射图案(a)Bragg峰衍射图;(b)来自散射模式的实时空间晶格;(c)材料结构的计算模拟;(d)晶相3D图

为了探测这种分子的结构，研究人员把PCDTBT薄膜暴露于高强度X射线束下，通过分析散射模式，揭示了PCDTBT高温下形成的晶状相包含共轭主链对(conjugated backbone pairs)层，不同于其他有机光伏材料包含的单主链结构。在共轭聚合物中，共轭主链对提供导电路径，而烷基侧链类似简单的油，提供加工所需的溶解性。

相关研究工作发表在Nature Communications上(文章标题:Bilayer order in a polycarbazole-conjugated polymer)。