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oe1(光电查) - 科学论文

23 条数据
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  • 效率接近18%的单结有机光伏电池

    摘要： 优化有机光伏（OPV）材料的分子结构是提升功率转换效率（PCE）最有效的方法之一。对于具有特定共轭骨架的优异分子体系，精细调节烷基链对充分挖掘其光伏潜力具有重要意义。本研究以氯代非富勒烯受体（NFA）BTP-4Cl-BO（Y6衍生物）为对象进行烷基链优化，在OPV器件中获得了卓越的光伏参数。为获得更有序的分子间堆积，将BTP-eC11边缘的十一烷基缩短为九烷基和七烷基，由此合成了BTP-eC9和BTP-eC7两种NFA材料。BTP-eC7因溶解性较差限制了器件应用，而BTP-eC9不仅保持良好溶解性，其电子传输性能也优于BTP-eC11。值得注意的是，基于BTP-eC9的单结OPV器件同时实现了短路电流密度与填充因子的提升，创下17.8%的最高PCE纪录并获17.3%认证值。这些结果表明：通过最小化烷基链来获得适宜溶解性及增强的分子间堆积，对进一步提升光伏性能具有重要潜力。

    关键词： 非富勒烯受体、有机光伏电池、分子修饰、功率转换效率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 纳米混合光伏器件中载流子复合与能量转换效率的研究重点

    摘要： 我们研究了接枝聚(3-十二烷基噻吩)的多壁碳纳米管(CNT-graft-PDDT)对聚(3-己基噻吩)(P3HT):苯基-C61-丁酸甲酯光伏电池性能的影响。掠入射广角X射线散射研究表明，少量这种改性碳纳米管的加入改善了薄膜的结构有序性。紫外-可见(UV-Vis)光谱显示，CNT-graft-PDDT的引入改变了吸收强度并使特征峰发生红移。原子力显微镜图像证实表面形貌出现了碳纳米管杂化特征。添加剂浓度优化为0.5 wt%时获得最高效率。与参比电池相比，掺杂该浓度CNT-graft-PDDT通过将短路电流密度(Jsc)从5.12提升至11.98 mA/cm2、开路电压(Voc)从0.6提升至0.66 V、填充因子从0.41提升至0.62，使功率转换效率提高了380%。我们还通过电化学阻抗谱以及Voc和Jsc随光强的变化研究了混合体系的光物理特性。

    关键词： 有机光伏电池，载流子复合，能量转换，碳纳米管接枝聚（3,4-乙撑二氧噻吩）

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 无表面活性剂纳米颗粒的形貌在有机光伏中的作用

    摘要： 通过沉淀法制备的聚(3-己基噻吩):苯基C61丁酸甲酯(P3HT:PC61BM)纳米颗粒水分散液，成功构建了纳米颗粒薄膜及有机光伏器件。该纳米颗粒墨水具有超过4天的稳定性，并制得效率为1%的纳米颗粒有机光伏(NP-OPV)器件。对沉淀型NP-OPV器件的形貌与性能进行详细分析表明，最佳混合比例是实现观测到光电流与效率的关键因素。掠入射X射线衍射(GIXRD)分析证实，沉淀纳米颗粒能有效抑制热相分离，使得纳米颗粒薄膜可进行热处理。这些结果表明，沉淀纳米颗粒为开发具有更高光电流和效率的热稳定NP-OPV器件提供了途径，其性能可接近最优体异质结(BHJ)有机光伏器件水平。

    关键词： 墨水稳定性，有机光伏电池（OPV），纳米粒子（NP），纳米粒子形貌，沉淀，无表面活性剂

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 高效有机光伏电池中局域激子与电荷转移态杂化的调控

    摘要： 降低能量损失是提高有机光伏（OPV）电池效率最可行的方法之一。最新研究表明，非辐射能量损失（ΔEnr）是阻碍当前最先进OPV电池性能进一步提升的主要因素。然而，目前尚缺乏抑制ΔEnr的OPV材料理性分子设计策略。本研究以分子表面静电势（ESP）作为定量参数，建立了化学结构与分子间相互作用之间的普遍关联。结果表明：增大给体与受体间的ESP差异会增强分子间相互作用。在OPV电池中，这种增强的分子间相互作用会提高电荷转移（CT）态在混合局域激子中的比例以促进电荷产生，但同时会导致更大的ΔEnr。这些发现表明，精细调控OPV材料的ESP是进一步提升电池效率的可行途径。

    关键词： 杂化、电荷转移态、分子间相互作用、有机光伏电池、非辐射能量损失

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过控制掺杂浓度实现低酸性空穴传输材料有机光伏电池的适度效率提升

    摘要： 目前，聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)是光伏电池中最常用的空穴传输材料(HTM)，但其高酸性、吸湿性和高成本促使人们开发优质替代品。本研究通过调节PSS掺杂浓度制备了一系列兼具约90%透光率和功函数值(5.09-5.16 eV范围内)的PSS掺杂聚苯胺(PANI)，评估其作为基于聚(3-己基噻吩):[6,6]-苯基-C60双加成体有机光伏(OPV)电池HTM的可行性。研究发现，由于电导率变化，这些OPV器件的光伏性能强烈依赖于HTM的掺杂浓度——在优化PSS浓度时，PANI:PSS具有更高电导率，从而提升器件空穴提取效率并增大短路电流密度(JSC)。最终，采用优化PSS浓度的PANI:PSS基OPV器件展现出与PEDOT:PSS基器件相当的功率转换效率(PCE:4.5±0.2%)。因此，这种低酸性(pH=2.2)的p型半导体PANI:PSS(质量比1:1)可作为高酸性(pH=1.7)PEDOT:PSS(质量比1:6，Clevious Al 4083)的良好替代品用于OPV器件HTM。

    关键词： 空穴传输层，有机光伏电池，掺杂浓度，聚(4-苯乙烯磺酸)掺杂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)，聚(4-苯乙烯磺酸)掺杂聚苯胺

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有光伏、发光和阻变存储特性的多功能膦杂环衍生物

    摘要： 一系列二噻吩并磷杂茂化合物已成功合成，并通过光物理、电化学及热学研究进行了表征。这些含有缺电子二噻吩并氧化磷杂茂结构单元的化合物表现出强烈的分子内电荷转移特性，其光致发光量子产率高达0.68?；诟美嗔自用衔锏奶匦?，它们被用作活性材料制备了有机光伏器件（OPVs）、有机发光器件（OLEDs）和有机阻变存储器件?；谡庑┒绶圆⒘自用衔锸迪至擞乓煨阅埽篛PV器件的功率转换效率达4.23%，OLED器件的外量子效率达3.0%，以及具有超过10000秒保持时间和1:10^7显著OFF/ON电流比的二元阻变存储器。这些发现揭示了二噻吩并磷杂茂化合物的多功能性，并首次将基于磷杂茂的小分子作为给体材料应用于真空蒸镀型有机光伏器件。

    关键词： 有机光伏电池、二噻吩并磷杂茂衍生物、多功能材料、阻变存储器、荧光有机发光二极管、分子内电荷转移

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 有机光伏电池中多层堆叠活性层的使用

    摘要： 在有机光伏电池（OPVs）领域，三元平面异质结可拓宽光吸收范围。要实现高效OPVs，首要任务是优化有机界面能级。三元OPVs中，载流子迁移率、电荷转移及能量转移的存在具有决定性作用。本研究比较了平面异质结（PHJ）电池中不同二元（电子给体/富勒烯）与三元（电子给体/双极性材料/富勒烯）小分子组合的性能。我们选取不同电子给体（ED）分子以探究可能的能带排列方案。研究表明：若开路电压（Voc）受外层能级限制（即电子受体最低未占分子轨道LUMO与外层电子给体最高占据分子轨道HOMO的能差），能量损失可低于0.2 eV；若高效三元OPVs需要整体能级偏移大于激子能量来分离激子电荷，则该偏移在DLUMO与DHOMO间的分配并不关键。插层中载流子的迁移率对获得优异OPV性能起决定性作用。电子给体（ED）与电子给受体（EDA）的光致发光光谱重叠及其光学吸收匹配对实现高效能量转移至关重要。当采用具有相同HOMO能级和相近空穴迁移率（可形成均匀薄膜）的ED与EDA等有机材料时，OPV效率提升最为显著。

    关键词： 有机光伏电池、能级、能量转移、载流子迁移率、电荷转移、三元平面异质结

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 氯化有机光伏材料的最新进展

    摘要： 过去几年，新型材料的发展推动有机光伏（OPV）电池的功率转换效率（PCE）快速提升至超过17%，显示出该技术短期内商业化的巨大潜力。当前阶段，同时具备高性能和低成本的新材料设计至关重要。氯化材料正成为具有极高PCE的新星，开创了取代最流行的氟化材料的分子设计趋势。例如，通过使用氯化非富勒烯受体，我们最近实现了单结OPV电池17%的创纪录PCE?；谧钚陆?，本文聚焦氯化OPV材料，旨在为后续分子设计提供指导。

    关键词： 氯化材料、有机光伏电池、功率转换效率、非富勒烯受体、分子设计

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种利用低温微波激发大气压等离子体射流沉积ZnO纳米片薄膜的方法

    摘要： 电子设备如太阳能电池和薄膜晶体管可通过薄膜沉积技术制造。为确保薄膜沉积器件的生产成本可控，需要低成本、低温且高速的沉积方法。本研究报道了一种利用微波激发常压等离子体射流（MWAPPJ）的低成本简易薄膜沉积方法。MWAPPJ能在常压条件下产生低温（数百摄氏度）等离子体，无需昂贵真空设备，并可实现薄膜高速沉积。我们将附着于不锈钢网靶材上的乙酰丙酮锌溶胶-凝胶前驱体经含氧MWAPPJ辐照后，在硅基底上制备出直径100-200纳米的氧化锌（ZnO）纳米片薄膜。采用MWAPPJ工艺制备的50纳米厚ZnO薄膜作为电子收集层应用于有机光伏（OPV）电池。这项工作对低成本OPV太阳能电池的设计与生产具有重要贡献。

    关键词： 薄膜、电子收集层、纳米结构氧化锌、有机光伏电池、微波激发大气压等离子体射流

    更新于2025-09-23 10:35:00

  • 通过引入三氟甲基取代基增强基于喹喔啉的小分子光伏性能

    摘要： 通过Suzuki偶联反应合成了两种D-A-D型基于喹喔啉的小分子，用于可溶液加工的有机光伏电池(OPVs)。将给电子三苯胺通过噻吩桥连接在吸电子2,3-二苯基喹喔啉核的两端，制得QxTPA。此外，在QxTPA喹喔啉核2,3位苯环的对位引入强吸电子三氟甲基(CF3)基团形成QxCF3TPA，以探究其对小分子各项性能的影响。研究发现，与参照物QxTPA相比，CF3取代基能显著提升QxCF3TPA有机光伏电池的光伏性能。

    关键词： 小分子、三苯胺、三氟甲基、有机光伏电池、2,3-二苯基喹喔啉

    更新于2025-09-19 17:13:59