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oe1(光电查) - 科学论文

10 条数据
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  • 通过共轭聚电解质定制钙钛矿相邻界面以实现稳定高效的太阳能电池

    摘要： 界面工程是提升薄膜器件（如钙钛矿太阳能电池PSCs）性能的有效手段。本研究在空穴传输层（HTL）/钙钛矿与钙钛矿/电子传输层（ETL）界面同步引入共轭聚电解质——聚[(9,9-双(3'-((N,N-二甲基)-N-乙基铵)-丙基)-2,7-芴)-交替-2,7-(9,9-十八烷基芴)]二碘盐（PFN-I），以增强器件功率转换效率（PCE）与稳定性。所制备的反式平面异质结结构PSCs展现出更高的开路电压（Voc）、短路电流密度（Jsc）和填充因子（FF），实现20.56%的PCE。在室温35-55%相对湿度环境下存放800小时后，器件仍保持初始PCE的80%以上。这些性能提升均归因于功能性PFN-I层提供的优异界面接触与缺陷钝化作用。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、非辐射复合、共轭聚电解质、界面工程

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用具有不同电荷侧链的溶液加工型共轭聚电解质的高效聚合物太阳能电池

    摘要： 基于相同苯并三唑共轭主链但分别带有铵基和磺酸根基团的聚(6-(4,7-二甲基-2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)-N,N,N-三甲基己烷-1-鎓碘化物)(PBTz-TMAI)与聚(4-(4,7-二甲基-2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)丁烷-1-磺酸钠)(PBTz-SO3Na)，通过侧链功能化和Yamamoto聚合反应分别设计合成，并作为富勒烯与非富勒烯聚合物太阳能电池的阴极界面层。PBTz-TMAI和PBTz-SO3Na对活性层的界面修饰实现了阴极电极的良好能级匹配及活性层激子解离效率的优化。由此，采用PBTz-SO3Na界面层的富勒烯基PTB7:PC71BM和非富勒烯基PBDB-T:ITIC聚合物太阳能电池(PSCs)分别获得7.8%和9.6%的功率转换效率(PCE)。而以PBTz-TMAI为界面层的PTB7:PC71BM与PBDB-T:ITIC活性层器件性能显著提升，PCE分别达到8.2%和10.2%。

    关键词： 阴极中间层、聚合物太阳能电池、共轭聚电解质

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 由醇溶性聚芴和碳纳米管组成的复合中间层用于高效聚合物太阳能电池

    摘要： 我们报道了采用醇溶性聚芴（ASP）包裹单壁碳纳米管（SWNTs）复合中间层的合成及其作为高效有机太阳能电池电子传输层的研究。ASP使SWNTs在溶液中实现单分散，ASP包裹的SWNT溶液在54天内保持稳定无团聚或沉淀，显示出极高的分散稳定性。将该复合层作为氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）阴极界面层应用于PTB7-th:PC71BM基有机太阳能电池时，获得9.45%的功率转换效率，主要归因于短路电流的提升——较纯ZnO NPs和ZnO NPs/ASP体系分别提高18%和17%。该复合中间层应用于非富勒烯PM6:Y6光伏器件时，效率达14.37%。SWNT类型（如直径范围与长度）对电荷传输性能提升无显著影响，而薄膜中低密度SWNTs（ASP包裹SWNTs约1根/μm2）对电池电荷传输起关键作用。性能提升源于内部量子效率增加、载流子迁移率平衡及电荷复合最小化。

    关键词： 界面层、醇溶性聚芴、中间层、有机太阳能电池、共轭聚电解质、碳纳米管、电子传输层、复合材料

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 采用基于二硫化钼的共轭聚电解质界面层替代PEDOT:PSS的纳米晶发光二极管寿命延长研究

    摘要： 胶体半导体纳米晶（NCs）以及近年出现的纳米片层（NPLs），凭借其高效且窄带的发光特性，被视为发光二极管（LED）技术的前沿材料。NC-LED通常需引入界面层作为电荷调节剂以确保电荷平衡与高性能运作。本通讯研究表明：采用自掺杂导电共轭聚电解质与剥离二硫化钼（MoS2）薄片组合替代PEDOT:PSS后，可显著延长多层溶液法加工NC-LED的使用寿命。该墨水呈中性pH值并具有可调疏水性，主要配合CdSe/CdZnS NPLs使用时能实现卓越的器件稳定性。

    关键词： 二硫属化物、胶体纳米片层、界面层、发光器件、共轭聚电解质

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 水加工有机太阳能电池开路电压超过1.3V

    摘要： 共轭聚电解质通常用作界面层来调节有机太阳能电池（OSC）电极的功函数，但将其作为电子给体应用于水加工OSC活性层的研究甚少。本研究证明，聚[3-(6'-N,N,N-三甲基铵基)-己基噻吩]溴化物（P3HTN）可与水溶性富勒烯（PEG-C60）组合，作为电子给体构建源自水溶液的环保型活性层。在沉积P3HTN:PEG-C60活性层前旋涂聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐（PEDOT:PSS）层，能显著提升OSC的开路电压（Voc）至1.3V以上。除Voc增强外，采用PEDOT:PSS界面层的OSC器件，其短路电流密度（Jsc）较裸铟锡氧化物（ITO）阳极和氧化钼涂层ITO阳极分别提升10倍和5倍。这些发现表明，PEDOT:PSS界面层使水加工OSC器件获得的Jsc与Voc提升，不能仅归因于空穴收集效率改善，更源于PEDOT:PSS与P3HTN之间发生的离子交换作用。我们通过吸收光谱、光电子能谱结合空穴传输测量，研究了新形成聚电解质的电光特性，以阐明PEDOT:PSS与P3HTN协同构建的OSC器件中光伏参数增强的机理。

    关键词： 前沿轨道、有机半导体、有机太阳能电池、共轭聚电解质、可持续制造

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 有机-无机杂化复合材料作为高效倒置绿色发光聚合物LED中的电子注入层

    摘要： 有机-无机杂化发光二极管（HyLEDs）由倒置结构中的有机发光层与至少一层金属氧化物电荷注入层组成。低温溶液法制备金属氧化物电荷注入层是降低HyLEDs制造成本的关键因素之一。本研究首次报道采用共轭聚电解质（CPE）与氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）复合材料作为电子注入层（EIL），用于高效绿光发射的聚(9,9-二辛基芴-co-苯并噻二唑)（F8BT）聚合物LED器件——该器件经过精心优化适用于倒置HyLED架构。这种复合CPE:ZnO EIL通过室温一步溶液沉积法制备，其器件性能显著优于单独使用ZnO NPs的情况。研究发现该材料能：(i)改善EIL形貌，降低表面粗糙度及针孔尺寸与密度；(ii)通过CPE与ZnO组分间的配位键合作用诱导有利于电子注入的真空能级偏移；(iii)通过钝化氧空位导致的ZnO化学缺陷来减少界面猝灭。本研究还首次证明，通过"锁定"CPE移动离子，ZnO NPs与CPE的混合能使电致发光启动时间（~7.12微秒）远快于传统ZnO/CPE双层器件（~0.4秒），同时获得更高器件性能，显示出良好的显示应用适应性。在优化EIL组分及F8BT发光层厚度后，当F8BT层厚度为1.1微米时，器件实现了16.5 cd/A和5.41 lm/W的优异效率——这对潜在的卷对卷制备工艺尤为重要。这些结果明确展示了该有机-无机复合EIL材料在实现低成本、可扩展、高效率且可印刷的HyLED器件方面的潜力。

    关键词： 倒置、混合发光二极管、纳米粒子、电子注入层、共轭聚电解质、氧化锌

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 含钾阳离子的共轭聚电解质使倒置钙钛矿太阳能电池效率超过20%

    摘要： 近年来，缺陷钝化官能团在钙钛矿太阳能电池（PSCs）中得到了广泛研究；然而，这些官能团大多为有机基团，而将无机官能团与具有其他功能的有机基质相结合的研究却鲜有报道。为验证这种结合的有效性，本研究尝试将无机基团K?离子与作为空穴传输材料（HTM）的有机共轭聚电解质（CPE）基质相结合。所得CPE材料TB(K)展现出更强的缺陷钝化能力和空穴提取能力，因此当应用于倒置PSC器件时，与仅将无机阳离子从缺陷钝化基团改为普通基团的对照聚合物TB(Na)相比，其功率转换效率（PCE）显著提升至20.01%，并且长期稳定性也有所提高。

    关键词： 无机官能团、缺陷钝化、钙钛矿太阳能电池、空穴传输材料、共轭聚电解质

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 离子与电子混合导电聚噻吩薄膜的湿度调控吸水性能与电导率

    摘要： 混合导电聚合物薄膜在电子与离子电荷传输界面起关键作用的领域具有重要应用价值，这类应用不仅涉及水环境，还包括在环境条件下制造且相对湿度多变的器件。本研究展示了受控湿度变化对混合电导率的影响及其与薄膜吸水行为的关联。我们研究了两种含磺酸盐的聚噻吩体系：自制的共轭聚电解质聚(6-(噻吩-3-基)己烷-1-磺酸钠)(PTS-Na)，以及不同PEDOT与聚电解质PSS比例的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS)。数据清晰表明上述聚噻吩体系与燃料电池用纯离子膜（如Nafion）具有相似性，由此提出疏水性电子导电聚噻吩相与亲水性吸水离子导电相之间存在相分离。当湿度从干燥环境升至约90%相对湿度时，吸水量极高（超过90 wt%），对应最大吸水状态下每磺酸盐单元约13个水分子。相反，电子电导率对湿度升高的敏感性较低，这归因于渗流路径的存在。离子电导率从干燥条件下的10?1? S/cm显著增至30 wt%含水量时的10?3 S/cm，随后在含水量达90 wt%时趋于稳定（最大电导率维持在10?3–10?2 S/cm）。

    关键词： 含水量，共轭聚电解质，PEDOT/PSS，交流阻抗，混合电导率

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用含四价胺端基侧链共轭聚电解质的聚合物太阳能电池

    摘要： 基于苯并三唑（BT）与四价胺端侧链及苯并噻二唑（BTz）共轭交替重复单元的共轭聚电解质（命名为PBTBTz-TMAI）被首次设计合成。研究人员采用该材料作为阴极界面层，分别制备了富勒烯基与非富勒烯基聚合物太阳能电池。结果显示：以PTB7:PC71BM为活性层的富勒烯单结器件和以PBDB-T:ITIC为活性层的非富勒烯单结器件分别实现了8.4%和10.5%的光电转换效率。性能提升归因于活性层与PBTBTz-TMAI之间适宜的能级匹配，以及活性层向阴极的高效电子传输。

    关键词： 阴极中间层、非富勒烯、四价胺端基、共轭聚电解质、聚合物太阳能电池

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于可见光制氢的水分散共轭聚电解质

    摘要： 基于共轭聚合物的光催化剂在通过水分解制氢方面展现出巨大潜力，但传统疏水性聚合物光催化剂的固有缺陷在于其在水介质中润湿性差且粒径相对较大，这会导致电荷复合加剧并限制界面反应效率。本文首次报道了一种以阳离子共轭聚电解质为光催化剂的分散性良好的有机水还原体系。与具有相同共轭主链的模型聚合物（PFBT）相比，该聚电解质由于聚合物聚集体的光吸收增强和电荷分离改善而表现出显著提高的光催化效率。

    关键词： 共轭聚电解质，水分散性，可见光产氢

    更新于2025-09-10 09:29:36