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oe1(光电查) - 科学论文

10 条数据
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  • 高性能有机光伏中的给体-受体-给体型分子——化学与机理

    摘要： 过去十年间，有机光伏（OPV）研究取得重大进展，这主要归功于新型活性层材料的发明。在各类活性层材料中，具有A-D-A（受体-给体-受体）结构的分子近年来展现出卓越成效。本综述将从化学家视角聚焦OPV中应用的A-D-A分子，重点阐释其化学结构-性能关系，探讨优异性能的内在机理，并评述与A-D-A分子相关的器件稳定性。最后将展望未来实现更高性能的OPV分子设计与器件制备所面临的挑战与发展方向。

    关键词： 化学结构-性能关系、器件稳定性、有机光伏、受体-给体-受体、分子设计

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过共轭聚电解质掺杂减少无甲铵倒置钙钛矿太阳能电池阳极接触处的光电压损失

    摘要： 近年来钙钛矿太阳能电池（PSCs）的效率发展迅速，但稳定性仍显滞后。离子迁移效应（尤其是来自小尺寸甲铵（MA）阳离子的迁移）是稳定性问题的主要因素，无MA钙钛矿成为抑制离子迁移的有效途径。本研究揭示了最受关注的无MA钙钛矿FA0.83Cs0.17PbI2.7Br0.3具有低至-5.8 eV的价带顶（VBM），与传统钙钛矿存在显著差异，钙钛矿与空穴传输层（HTL）间巨大的能级失配是限制无MA PSCs器件性能的主要因素。研究发现，在钙钛矿中掺杂共轭聚电解质聚[(9,9-双(3'-((N,N-二甲基)-N-乙基铵)-丙基)-2,7-芴)-交替-2,7-(9,9-二辛基芴)](PFN-Br)，可显著改善阳极接触，从而提升基于FA0.83Cs0.17PbI2.7Br0.3的无MA PSCs在反式平面结构中的器件性能与稳定性。PFN-Br提升了钙钛矿VBM的能级位置，使钙钛矿与聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](PTAA)空穴传输层实现良好能级匹配。PTAA/钙钛矿界面处的载流子提取与传输得到显著增强，同时界面复合被有效抑制。最终开路电压（VOC）提升60 mV，使冠军器件效率达到20.32%。该高效器件在最大功率点（MPP）条件下持续光照和偏压环境中展现出优异稳定性，在1个太阳光强连续工作500小时后仍保持初始光电转换效率（PCE）的80%。

    关键词： PFN-Br掺杂、无MA钙钛矿、器件稳定性、能级排列、钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 钙钛矿太阳能电池：一种从入侵植物凤眼蓝中提取的多孔石墨碳基空穴传输层/对电极材料

    摘要： 由有机聚合物基空穴传输材料（HTMs）组成的钙钛矿太阳能电池（PSCs）被认为是提升器件性能以与传统太阳能电池竞争的重要策略。然而这类昂贵且不稳定的HTMs与吸湿性钙钛矿结构的使用仍存在隐患——这是现场光伏（PV）应用前景的争议点。本研究展示了采用入侵植物（凤眼蓝）提取的多孔石墨化碳（ec-Gc）高效制备空气稳定PSCs的可持续方法，该材料同时充当HTM/对电极双重角色。提取ec-Gc时的退火温度变化（~450°C、~850°C和~1000°C）显著影响石墨化程度——这一决定器件性能的关键指标。因此，冠军器件1c（玻璃/FTO/C-TiO?/MP-TiO?/CH?NH?PbI???Cl?/EC-GC10@CH?NH?PbI???Cl?/EC-GC10）实现了8.52%的PCE。值得注意的是，在钙钛矿/HTM界面引入的EC-GC10封装钙钛矿界面层有效克服了吸湿性钙钛矿层的潮解问题，该冠军器件1c展现出优异的空气稳定性，在1000小时内效率保持约94.40%。我们认为这项关于入侵植物提取碳同时作为界面层发挥双重作用的研究，或将为低成本可靠钙钛矿光伏器件开辟新途径。

    关键词： 凤眼莲、空穴传输材料、多孔石墨化碳、钙钛矿太阳能电池、器件稳定性

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 稳定全聚合物太阳能电池中π-π堆积距离与相分离调控的效率

    摘要： 活性层的形貌对有机太阳能电池的器件性能和稳定性起着关键作用。全聚合物太阳能电池（All-PSCs）因其具有稳健且稳定的形貌，已被证明比富勒烯类电池具有更好的热稳定性。然而，并非所有聚合物共混体系都具备优异的热稳定性，部分All-PSCs热稳定性较差的原因及其限制因素，以及如何在保持稳定性的同时获得更高效率，目前仍不明确。通过研究聚[2,3-双(3-辛氧基苯基)喹喔啉-5,8-二基-alt-噻吩-2,5-二基](TQ1)/聚[4,8-双[5-(2-乙基己基)-2-噻吩基]苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩-alt-(4-(2-乙基己基)-3-氟噻吩[3,4-b]噻吩-)-2-羧酸酯-2-6-二基]](PCE10)/PNDI-T10共混体系，我们发现分子重排堆积结构和相分离是导致含PCE10器件热稳定性差的主要原因。TQ1/PNDI-T10器件经热退火后π-π堆积距离减小，光电转换效率(PCE)提升；而PCE10/PNDI-T10器件初始PCE较高，但热退火导致π-π堆积距离增大，空穴导电性下降，PCE反而降低。因此，在TQ1/PCE10/PNDI-T10(1/1/1)三元体系中，通过TQ1与PCE10分子间相互作用及堆积结构变化的平衡，热退火后可获得最高PCE。这表明：采用初始效率优异的材料与经热退火后效率提升的材料构建三元共混体系，是实现高效且热稳定All-PSCs的有效途径。

    关键词： 形态学、器件稳定性、结晶度、全聚合物太阳能电池、热退火、分子堆积结构

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 高效混合阳离子混合卤化物钙钛矿太阳能电池的体相再结晶技术

    摘要： 如今，采用略微过量碘化铅（PbI2）的混合阳离子铅混合卤化物钙钛矿在文献中展现出最高的器件性能。然而，薄膜中过量PbI2的存在引发了长期稳定性问题。本研究提出一种简便的体相重结晶工艺：通过在钙钛矿上施加甲脒氯化物（FACl）来去除已形成晶体中的过量PbI2。我们通过掠入射X射线衍射（Grazing incidence XRD）分析深度剖析下的晶体结构，证实并观察到体相重结晶现象。重构后的晶体展现出更优的光电特性——界面复合减少且器件稳定性增强。在AM 1.5G光谱条件下测试时，优化后的冠军器件实现了20.2%的最高光电转换效率（PCE）。

    关键词： 体积再结晶、光电特性、氟化铝钙、钙钛矿太阳能电池、碘化铅、器件稳定性

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • OLED性能因暴露于紫外线照射而退化

    摘要： 有机发光二极管（OLED）显示屏极易受到户外恶劣环境条件的影响，如阳光直射、紫外线辐射及存储温度等，会导致亮度与使用寿命下降、像素收缩以及面板永久性损伤和/或功能故障。本研究采用Yb:LiF(1:1,2nm)/Ag:Mg(10:1,16nm)和Mg:LiF(1:1,2nm)/Ag:Mg(10:1,16nm)阴极单元制备了顶发射OLED（TEOLED），并通过紫外线辐射测试器件性能。标准Mg:LiF(1:1,2nm)电子注入层（EIL）与Ag:Mg(16nm)阴极构成的红色TEOLED（对照器件）经300小时紫外线照射后，在10mA cm?2电流密度下亮度迅速衰减且驱动电压快速上升。而采用Yb:LiF(1:1,2nm)EIL与Ag:Mg(10:1,16nm)阴极的单元在同等照射条件下，300小时内未出现亮度损失或驱动电压上升。通过提升FIB-TEM技术和EDS元素分布分析发现：300小时紫外线照射后，对照器件中银原子向阴极中心迁移、镁原子向CPL层迁移且EIL区域未检测到镁原子；而Yb基阴极单元则呈现（1）银原子无明显迁移且保持阴极中心分布、（2）镁原子未向CPL层迁移、（3）镱原子位置稳定。此外，Mg:LiF(1:1,2nm)EIL的红色TEOLED在照射后出现（1）电子注入发光层（EML）能力下降及EIL/金属界面电阻升高、（2）J-V曲线显著右移；而Yb:LiF(1:1,2nm)EIL器件几乎未发生此类变化。经300小时照射后，Yb基器件的RGB像素发光区域保持基本一致。这些结果表明镱有望成为阴极单元的优选材料，在提升器件抗恶劣环境稳定性的同时兼具优异的电子注入特性。

    关键词： 电子注入、热激活延迟荧光有机发光二极管（TEOLEDs）、器件稳定性、掺镱氟化锂（Yb:LiF）、掺镁氟化锂（Mg:LiF）、有机发光二极管（OLED）、阴极单元、紫外辐照

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 氟化富勒吡咯烷作为有机-无机和全无机钙钛矿太阳能电池的通用电子传输材料

    摘要： [6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯（PC61BM）已被广泛用作倒置结构有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池（PeSCs）和全无机钙钛矿太阳能电池的电子传输材料（ETM）。然而，由于PC61BM电导率较低且对钙钛矿的钝化效果较差，其性能仍有待提升。本研究通过改进的1,3-偶极环加成反应合成了两种全氟苯基取代富勒烯吡咯烷——2-(全氟苯基)-5-苯基-C60-富勒烯吡咯烷（FP-i）和2,5-双(全氟苯基)-C60-富勒烯吡咯烷（FP-ii），并将其作为ETM引入基于有机-无机杂化钙钛矿（CH3NH3PbCl3-xIx）和全无机钙钛矿（CsPbI2Br）的倒置PeSCs中。采用FP-i和FP-ii的PeSCs展现出优异的光伏性能和器件稳定性，其表现优于或可比拟PC61BM器件?；硌芯勘砻鳎現P-i和FP-ii具有更高的电导率、更显著的钝化能力及增强的疏水性，尽管其最低未占分子轨道（LUMO）能级略低。这些结果表明，FP-i和FP-ii可作为有机-无机杂化和全无机PeSCs的通用ETM，其性能优于或可比拟传统ETM材料PC61BM。

    关键词： 倒置钙钛矿太阳能电池，富勒烯衍生物，钝化效应，器件稳定性，电子传输层

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 聚乙烯咔唑的后功能化：通向钙钛矿太阳能电池空穴传输材料的开放途径

    摘要： 我们报道了通过功能化调控聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)性能，使其作为钙钛矿太阳能电池(PSCs)空穴传输材料(HTM)的应用潜力。合成的PVK基聚合物通过引入目标基团来改善溶解性、电荷传输性能或调节能级。研究发现双(4-甲氧基苯基)胺基团能提高空穴迁移率并提升PVK的最高占据分子轨道(HOMO)能级。因此，采用PVK-[N(PhOCH3)2]2作为空穴传输材料的PSCs实现了16.7%的最佳光电转换效率(PCE)。与spiro-OMeTAD相比，初步研究表明PVK-[N(PhOCH3)2]2可延长PSCs的使用寿命。

    关键词： 空穴迁移率，空穴传输材料，器件稳定性，钙钛矿太阳能电池，聚乙烯基咔唑

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 激子诱导的空穴传输层降解及其对磷光有机发光器件效率与稳定性的影响

    摘要： 研究了激子诱导的空穴传输层（HTLs）降解效应及其对磷光有机发光器件（PhOLEDs）效率和稳定性的影响。为隔离并研究激子对HTLs的作用，采用紫外光照作为施加激子应力的手段。结果表明，仅HTLs承受的激子应力就会导致PhOLEDs电致发光外量子效率及稳定性显著下降，揭示了HTLs激子诱导降解对器件性能的限制作用。HTLs中淬灭剂的产生以及激子从HTLs向发光层（EML）的扩散似乎是该降解机制中的关键因素。观测发现，激子诱导的HTLs降解对PhOLEDs的影响远大于荧光器件，表明HTLs对器件稳定性的影响更为关键，并指向三重态激子在此现象中的作用。研究还提示，提高HTLs的激子稳定性或缩短其激子寿命有助于增强器件稳定性。这些发现揭示了PhOLEDs中一种新的降解模式，为提升器件性能与稳定性的设计提供了重要依据。

    关键词： 电致发光效率、器件稳定性、磷光有机发光二极管、激子诱导降解、空穴传输层

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 电荷传输层调节发光层中的载流子迁移率和载流子密度平衡，从而影响有机发光二极管的运行稳定性。

    摘要： 有机发光二极管（OLED）由多个有机层组成，包括电荷注入层、电荷传输层和发光层（EML）。其中电荷传输层对确保器件寿命至关重要，但其对电荷传输及相应器件稳定性的整体影响尚未被充分理解。本文报道了两种具有不同空穴传输层（HTL）的OLED之间寿命差异的影响因素。通过对材料和器件的全面电学分析发现：空穴在EML中的迁移率、积累效应、陷阱效应及传输路径会因HTL的选择而完全改变。电荷传输层通过调控电荷传输路径和能垒，影响EML中的迁移率与载流子密度平衡，从而降低过量的极化子密度——该参数对激子相互作用中的键断裂起关键作用。最终仅通过改进HTL结构（无需改变EML）就将器件寿命提升了七倍。这些结果表明：利用阻抗谱分析极化子传输是确定电荷传输层所需电学特性的关键步骤，有助于最大化OLED的工作稳定性。

    关键词： 电荷传输、有机发光二极管、器件稳定性、阻抗谱学

    更新于2025-09-04 15:30:14