研究目的
开发一种具有热稳定性、高度柔韧且耐用的透明石墨烯电极,用于高效柔性有机太阳能电池。
研究成果
将PI直接集成在石墨烯上,制得了高度柔韧、耐用且热稳定的透明电极。该电极使柔性有机太阳能电池的制备成为可能,其光电转换效率(PCE)创下了15.2%的纪录,并具有出色的机械耐久性,展示了其在各种下一代光电器件中的应用潜力。
研究不足
该研究聚焦于基于石墨烯的电极的开发及其在有机太阳能电池中的应用。局限性包括制备工艺的可扩展性以及太阳能电池在实验室环境之外的实际条件下的性能表现。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及聚酰亚胺(PI)的合成及其与石墨烯的集成以制备透明电极。PI通过两步法合成,包括逐步聚合和热亚胺化。石墨烯采用化学气相沉积(CVD)法在铜箔上生长,并通过新型直接集成法转移至PI基底。
2:样品选择与数据来源:
所用材料包括用于PI合成的APS和6FDA、作为空穴传输层的PEDOT:PSS以及作为光活性层的PM6:Y6。
3:实验设备与材料清单:
设备包含用于石墨烯生长的石英管式炉、用于PI涂覆的旋涂仪以及用于J-V特性测试的Keithley 2635A源表。材料包括铜箔负载石墨烯、PI及多种有机太阳能电池组件。
4:实验流程与操作步骤:
过程包括PI合成、石墨烯生长与转移、电极制备及太阳能电池组装。在集成至太阳能电池前,对PI@GR电极的光学、电学及机械性能进行了表征。
5:数据分析方法:
通过模拟AM 1.5 G太阳光谱条件下的J-V测试评估太阳能电池性能,机械耐久性则通过弯曲测试测定。
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Keithley 2635A source meter
2635A
Keithley
Used for obtaining current density versus voltage (J–V) characteristics under illumination from an AM 1.5 G solar simulator.
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Alpha300R
Alpha300R
WITec
Used for recording Raman spectroscopy and optical transmittance spectra.
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Cary 5000
5000
Agilent
Used for recording optical transmittance spectra.
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Nanoscope III system
III
Veeco Instruments, Inc.
Used for measuring adhesion force.
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SMI-0803-35
0803-35
ST1
Used for flexibility testing of the electrodes and solar cell devices.
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