研究目的
开发一种完全采用喷涂工艺的优化制造方法,以制备具有更高功率转换效率和耐用性的纺织有机太阳能电池(OSCs)。
研究成果
全喷涂工艺制备的涤棉织物太阳能电池实现了0.4%的光电转换效率,同时提高了良品率并降低了短路率。封装技术增强了器件耐久性,使其可存活90天并承受25次弯曲循环,但实际应用仍需进一步优化各层厚度及封装材料的渗透性。
研究不足
0.4%的功率转换效率低于先前配方,且器件性能存在显著差异。耐久性有限,电池在30次弯曲循环后失效,并因氧气渗透随时间推移而退化。该工艺对参数敏感,且由于纺织材料特性,无法完全消除弯曲应变。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用喷涂法作为在纺织基材上沉积功能层的主要方法,通过界面层平整表面并使用封装层进行保护。
2:样品选择与数据来源:
以标准65/35涤棉机织布为基材,批量制备不同活性层厚度的器件。
3:实验设备与材料清单:
材料包括银纳米线(AgNW)、氧化锌纳米颗粒(ZnO-NP)、PEDOT:PSS以及由InfinityPV提供的活性层配方PI-4;设备包含喷涂机、用于循环测试的弯曲机以及SEM、J/V测量系统、紫外-可见光谱仪等表征工具。
4:实验流程与操作步骤:
依次完成纺织基材上的界面层丝网印刷、功能层(如Ag-NP、ZnO-NP、活性层、PEDOT:PSS、AgNW)喷涂沉积及封装层涂覆,通过弯曲循环测试器件的性能与耐久性。
5:数据分析方法:
通过测量J/V特性获取PCE、VOC、JSC和FF参数,对多器件进行统计分析,并解析EQE及紫外-可见光谱数据。
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获取完整内容-
Active Layer Formulation PI-4
PI-4
InfinityPV
Used as the active layer in organic solar cells to absorb light and generate electrical charge.
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Silver Nanowires
AgNW
Used as electrodes (both bottom and top) in the solar cell structure for conductivity.
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Zinc Oxide Nanoparticles
ZnO-NP
Used as an electron transport layer in the solar cell.
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PEDOT:PSS
Used as a hole transport layer in the solar cell.
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Spray Coater
Used for depositing functional layers onto the textile substrate.
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Bending Machine
Used for cyclic bending tests to evaluate durability of the solar cells.
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