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oe1(光电查) - 科学论文

60 条数据
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  • 基于5H-芴[3,2-b:6,7-b']二噻吩的非富勒烯小分子受体在聚合物太阳能电池中的应用

    摘要： 研究人员制备了两种新型非富勒烯小分子受体，其共轭骨架为5H-芴并[3,2-b:6,7-b']二噻吩，分别连接缺电子单元二氰亚甲基茚酮（DICTFDT）和罗丹宁（TFDTBR）。这两种受体展现出优异的热稳定性和强可见光区吸收特性。经估算，DICTFDT的LUMO能级为-3.89 eV，TFDTBR为-3.77 eV。当与聚合物给体PBT7-Th构建体异质结聚合物太阳能电池时，采用DICTFDT和TFDTBR作为受体的器件分别实现了5.12%和3.95%的最佳光电转换效率。该研究表明，5H-芴并[3,2-b:6,7-b']二噻吩可作为构建高效聚合物:非富勒烯体异质结太阳能电池小分子电子受体的理想结构单元。

    关键词： 聚合物太阳能电池、非富勒烯受体、体异质结

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 聚合物受体添加剂同时提升有机太阳能电池的效率与热稳定性

    摘要： 有机太阳能电池的热稳定性对于这一新兴技术的实际应用至关重要。因此，需要找到有效的方法和策略来缓解其固有的热不稳定性。在此，我们展示了一种聚合物受体掺杂的通用策略，并报道了一种热稳定的体异质结光伏系统，其功率转换效率提升至15.10%。通过器件退化数据的统计分析、形貌特征及物理机制研究证实，该聚合物掺杂共混物在150°C加速老化测试中展现出更长的使用寿命，几乎保持效率不变（t=800小时）。进一步的退化行为分析表明该体系在外太空应用中前景广阔。值得注意的是，聚合物受体作为双功能添加剂在其他四种光伏体系中的应用也得到验证，证明了该聚合物掺杂策略的良好普适性。

    关键词： 聚合物受体，功率转换效率，体异质结，有机太阳能电池，热稳定性

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 电场处理诱导有机光伏活性层中纳米畴拉长与分子互混掺杂

    摘要： 本文研究了电场辅助退火对有机光伏电池（OPVCs）P3HT/PCBM活性层体异质结纳米形貌的影响。学界普遍认为电场辅助退火能促进极性聚合物P3HT形成更优结晶态从而提升载流子迁移率，进而改善电池性能。但该工艺对电子给体与受体畴区纳米形貌的影响机制尚不明确。通过截面扫描隧道显微镜与光谱技术（XSTM/S）发现，电场辅助退火会使分子畴区沿外电场方向发生定向延展。这种分子畴区的延伸被认为能增强畴区渗流效应，从而提高载流子迁移率并增加短路电流密度（Jsc）。另一方面，观测显示经电场辅助退火的样品中富P3HT畴区与富PCBM畴区的电子特性呈现更小的带隙宽度及更小的分子轨道能级偏移，这会导致开路电压（Voc）降低并对电池性能产生负面影响?；赬射线衍射（XRD）和小角X射线散射（SAXS）结果分析，这种电子特性的改变源于分子互混诱导的掺杂效应。这些发现揭示了电场辅助退火工艺中影响OPVCs性能的竞争性因素。

    关键词： 体异质结、横截面扫描隧道显微镜、有机太阳能电池、X射线衍射、小角X射线散射、纳米形貌

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 具有玻璃化特性的茚二酮衍生物DMABI-6Ph体异质结体系中的光伏效应

    摘要： 本研究的目的是评估2-[[4-(双(2-三苯甲氧基乙基)氨基)苯基]亚甲基]茚满-1,3-二酮(DMABI-6Ph)作为太阳能电池光吸收材料的潜在应用价值。该材料因其优异的光电、热学及化学性能而具有广阔前景。DMABI-6Ph的主要优势在于可通过湿法浇铸形成非晶薄膜，从而适用于溶液法制备的有机太阳能电池。目前溶液加工型太阳能电池最常用的材料是聚合物P3HT和富勒烯衍生物PCBM，但大量研究正致力于开发可替代聚合物的低分子量新材料。通过光电测量确定了DMABI-6Ph分子的电离能级和电子亲和能级，测得其与PCBM亲和能级的差值为2.06 eV。相应地，DMABI-6Ph:PCBM体系开路电压最高达到0.78 V。当DMABI-6Ph与PCBM质量比为2:1时，最佳功率转换效率为0.11%。效率受限的主要因素可能是较低的载流子迁移率，可通过进一步改性DMABI-6Ph来提升。

    关键词： 能级、玻璃形成结构、体异质结、茚二酮基团、功率转换效率

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 铂八乙基卟啉（PtOEP）在PCPDTBT:PCBM太阳能电池性能中的作用

    摘要： 基于聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊二烯并[2,1-b;3,4-b']二噻吩)-交替-4,7-(2,1,3-苯并噻二唑)]:[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯(PCPDTBT:PCBM)共混物的体异质结聚合物太阳能电池，通过掺杂不同剂量(0、0.5、1、2、3和6毫克)铂八乙基卟啉(PtOEP)进行研究。分析了PtOEP对表面形貌、拉曼光谱、光学吸收及光伏性能的影响。研究发现当添加1毫克PtOEP时，PCPDTBT:PCBM器件获得最佳性能，功率转换效率提升33.5%。在0.025至1000千赫兹频率范围内进行阻抗谱测试，通过详细分析等效电路模型评估界面与复合过程。PCPDTBT:PCBM:PtOEP(1毫克)器件表现出最高的扩散系数和载流子迁移率，证实其界面处激子解离效率更高且电荷传输过程更快。

    关键词： PCPDTBT、PtOEP、阻抗谱、体异质结（BHJ）、PCBM

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 单壁碳纳米管诱导激子解离增强对混合有机光伏器件的影响

    摘要： 采用火炬-等离子体法生长的单壁碳纳米管（SWCNTs）与区域规整聚（3-己基噻吩）（P3HT）及富勒烯衍生物1-(3-甲氧基羰基)丙基-1-苯基[6,6]C61（PCBM）复合，构建了用于体异质结太阳能电池的混合光活性层。研究表明，当采用2000 eV Cs+离子源进行溅射时，通过飞行时间二次离子质谱技术可准确获取该混合有机光活性太阳能电池层中的分子信息。实验数据显示，相较于未添加SWCNTs的原始器件，所制备器件的光伏性能在短路电流密度（Jsc）和填充因子（FF）方面均有提升。最佳性能出现在0.5 wt.% SWCNTs负载量时，此时开路电压（VOC）达660 mV，短路电流密度为9.95 mA cm?2，填充因子54%，在标准测试条件（AM1.5 g）下实现3.54%的功率转换效率。针对该最优0.5 wt.% SWCNTs浓度体系，为深入理解P3HT:PCBM:SWCNT界面电荷转移机制，通过光强相关的短路电流密度测量发现其对数-对数坐标下呈线性关系，表明载流子损失主要受单分子复合过程支配。研究证实，该混合器件兼具富勒烯的电子接受特性与SWCNTs的快速电子传输优势，显著提升了激子解离效率。同时考察了SWCNTs对光活性复合材料费米能级与功函数的影响及其对光伏性能的作用机制。

    关键词： 单壁碳纳米管、体异质结、PCBM、混合有机光伏器件、光伏性能、P3HT、激子解离

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第26届有源矩阵平板显示与器件国际研讨会（AM-FPD） - 日本京都（2019年7月2日-7月5日）] 2019年第26届有源矩阵平板显示与器件国际研讨会（AM-FPD） - 器件结构对基于聚(3-己基噻吩)和富勒烯衍生物的体异质结有机光电探测器窄带光探测的影响

    摘要： 研究了基于聚(3-己基噻吩)(P3HT)和[6,6]-苯基C61-丁酸甲酯(PCBM)共混物、具有不同活性层膜厚的有机光电探测器特性。观察到随着膜厚增加，不同膜厚器件中入射光子-电流转换效率(IPCE)光谱的峰值波长出现红移。对于厚膜器件，在接近活性层能隙的光子能量光照下，由于红光吸收系数较小，激子几乎均匀形成。常规2μm厚膜器件表现出窄带光探测特性，具有红光灵敏度，其半高宽(FWHM)约50nm的相对窄光谱响应。而2μm厚膜倒置器件则呈现宽带光探测特性。对于体异质结器件，实现窄带光探测的重要因素之一是通过器件结构（包括聚合物链内传输）控制电极处的载流子收集效率。

    关键词： PCBM、体异质结、有机光电探测器、窄带光探测、P3HT

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于苯并噻二唑的新型有机材料用于光伏应用太阳能电池

    摘要： 本研究基于苯并噻二唑合成了共轭聚合物，采用密度泛函理论(DFT)分别对基态和激发态的结构、电子及光学性质进行量子化学计算（基态使用CAM-B3LYP/6-31G(d,p)基组）。这些结果将用于探究苯并噻二唑取代基对聚合物电子及光电子性质的影响。通过计算这些化合物的最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占分子轨道(LUMO)能级，并与富勒烯C60[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯的LUMO能级对比，评估其作为体异质结(BHJ)小分子-富勒烯太阳能电池电子给体的效能。吸收能量通过激发态优化S构型的含时密度泛函理论(TD-DFT)计算获得。理论结果表明，苯并噻二唑基团的引入显著改善了所研究的交替供体-受体-供体共轭体系的电子及光电子性质。

    关键词： 苯并噻二唑，体异质结，密度泛函理论，光电性质，光伏电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 有机太阳能电池中共轭聚合物/富勒烯界面的侧链效应：一项DFT研究

    摘要： 已有大量实验研究探讨了聚合物烷基侧链对体异质结有机太阳能电池性能的影响。然而，关于烷基侧链在聚合物/富勒烯界面区域作用机制的深入认知仍显不足。我们采用色散校正密度泛函理论，系统研究了烷基侧链对多种富勒烯与有机共聚物单体（如基于噻吩[3,4-b]噻吩/苯并二噻吩重复单元的PC71BM与PTB7共聚物单体、PCBM与基于2,7-咔唑/二噻吩并-2,1,3-苯并噻二唑的PCDTBT共聚物、以及PC71BM与基于二氟苯并噻二唑/四噻吩的PffBT4T-2OD共聚物）分子配对结合能及电子结构的影响。研究发现：结合能变化趋势与烷基侧链的长度、类型（支链或直链）及支链位置密切相关。在可能情况下，我们将这些结果与对应有机太阳能电池的效率趋势进行对比，由此确定了体异质结有机太阳能电池中最优的侧链排列方式。预期这些发现将有助于制备更高效率的有机光伏器件。

    关键词： 结合能、聚合物烷基侧链、有机太阳能电池、色散校正密度泛函理论、体异质结、电子结构

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种用于近红外传感的高性能溶液加工有机光电探测器

    摘要： 对近红外（NIR）光的高灵敏度检测在科研和工业领域具有重要应用价值。当前有机光电探测器普遍存在NIR灵敏度不足的问题，这主要源于吸收边截止过早、响应度低和/或偏置条件下的暗电流/噪声电流过大。本研究展示了一种基于新型超窄带隙非富勒烯受体CO1-4Cl的有机光电探测器，在NIR光谱区（920-960 nm）实现了超过0.5 A W?1的卓越响应度，该数值为有机光电二极管中的最高水平。通过有效延迟空间电荷限制电流的起始点并抑制分流漏电流，优化后的器件在高达1010 nm的NIR光谱区展现出约1012琼斯量级的优异比探测率，接近商用硅光电二极管的性能。该探测器还可集成于光电容积描记技术中实现实时心率监测，显示出实际应用的潜力。

    关键词： 高响应度、体异质结、光电探测器、有机光电二极管、近红外

    更新于2025-09-12 10:27:22