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oe1(光电查) - 科学论文

98 条数据
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  • 构建用于水加工有机光伏的混合供体-受体结构

    摘要： 报道了一种基于真空辅助溶剂去除的水性纳米粒子印刷油墨改良合成方法。通过该改良微乳液法制备了聚(3-己基噻吩):苯基C61丁酸甲酯纳米粒子油墨，既改善了光活性层形貌，又大幅缩短了油墨制备时间。结合紫外-可见光谱、光致发光光谱和扫描透射X射线显微镜测量，发现纳米粒子形貌由高度混合的给体-受体域构成。与这些测量结果一致的是，纳米粒子的动态力学热分析显示玻璃化转变温度(Tg)为104°C，而非纯聚合物相或纯富勒烯相的Tg。综合光谱、显微和热机械数据表明，快速溶剂去除产生了更均匀混合的纳米粒子形貌。因此，本研究突显了一个优化纳米颗粒有机光伏器件光活性层纳米结构的新实验手段——通过定制纳米颗粒油墨构建高度混合的给体-受体架构。

    关键词： 有机光伏、扫描透射X射线显微镜、形貌、胶体墨水、激子解离、纳米结构、环保加工工艺

    更新于2025-11-19 16:46:39

  • 全喷墨打印有机光伏电池阵列的制造及其在柔性电子领域适用性的评估

    摘要： 依赖可再生能源的电能生产正因绿色可持续性而快速增长并备受关注。太阳作为光伏设备发电的近乎无限的可再生能源来源，对环境影响较小。另一方面，有机光伏（OPV）电池具有机械柔韧性、溶液可加工性、环保性和轻质等优势。本研究展示了基于传统架构、利用工业平台喷墨打印技术制造印刷OPV器件阵列的工艺路线。喷墨技术目前被视为最成熟的数字制造技术之一，因其固有的叠加特性和最终阶段定制灵活性（若目标是获得定制设计器件）。本文精心选用市售电子功能墨水，通过验证OPV材料堆叠与器件架构的兼容性来阐明其重要性。主要成果是在常压环境下，采用喷墨技术在柔性聚合物薄膜上批量制备了1500个不同尺寸的OPV器件。研究发现，通过正确选择功能材料和架构，可实现超过85%的制造良率，这体现了喷墨技术的高重复性、沉积精度和工艺稳定性。

    关键词： 喷墨技术、柔性电子、有机光伏、无氧化铟锡（ITO）太阳能电池

    更新于2025-11-14 17:28:48

  • 使用巯基硅烷单层稳定有机光伏中的银窗电极

    摘要： 研究表明，单层双功能分子3-巯基丙基三甲氧基硅烷能显著提升光学薄银膜电极抵抗空气中硫引发的形态自发变化与氧化的稳定性。将该分子层置于新型透明电极（WO3(30纳米)/银(13纳米)/溶胶-凝胶ZnO(27纳米)）的银/ZnO界面后，采用此电极的有机光伏器件效率提升20%，其功率转换效率(9.6%±0.2%)已非常接近传统氧化铟锡玻璃电极(10.0%±0.3%)，且银电极方阻仅为ITO玻璃的三分之一(4欧姆/平方)。该巯基硅烷单层还能抑制银向ZnO层扩散，同时使电极功函数有利降低约400毫电子伏。除器件内部应用外，该分子层还可通过气相直接沉积于成品器件表面，有效提升顶光照半透明光伏中银膜电极的稳定性。

    关键词： 有机光伏、硅烷、透明电极、银电极、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、单层膜、功函数、有机太阳能电池

    更新于2025-11-03 10:59:25

  • 高效预测聚噻吩自组装模型的优化与验证

    摘要： 我们为聚(3-己基噻吩)(P3HT)开发了优化的力场，并验证其在预测热力学自组装方面的实用性。具体而言，我们采用短寡聚链模型、隐式处理静电作用与溶剂效应，并粗略模拟溶剂蒸发过程。通过量化模型性能，我们确定了在状态变量组合条件下探索自组装的最优体系尺寸。通过分子动力学模拟，我们预测了P3HT在约350种温度与溶剂质量组合条件下的自组装行为。结构计算表明，在略低于熔点的良溶剂中可获得最高有序度。与掠入射X射线散射实验结果对比显示，本模型产生了迄今最精确的结构预测。

    关键词： 有机光伏、分子动力学、粗?；?

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 有机光伏器件量产中的后期定制化

    摘要： 自由形态的有机光伏（OPV）技术已成为区别于其他薄膜光伏技术的独特优势。其涂层能够贴合任意形状或结构的能力，为OPV带来了颠覆性变革，并引发了传统能源行业的范式转变。随着城市化进程加速，现代能源供给方式必须满足不断增长的能源需求，而OPV因其可完全定制化的外形特性提供了独特解决方案。这种特性使其能轻松集成到建筑结构甚至产品表面，不仅大幅降低空间占用，还能将能源直接输送至使用端，避免从集中发电站远距离传输。本文探讨了通过后期结构化功能层实现自由形态图案的技术进展（即后期定制工艺）。采用该方案，预涂覆的通用OPV材料可根据客户需求转化为任意设计形态。其优势包括简化规划流程、缩短生产周期，并为精益制造奠定基础。

    关键词： 可再生能源、大规模生产、有机光伏（OPV）、激光划线、狭缝涂布、模块定制、卷对卷制造、介电材料

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • PC<sub>61</sub>BM与PC<sub>71</sub>BM在光伏墨水中的不同聚集特性——自旋回波小角中子散射研究

    摘要： 富勒烯衍生物被广泛应用于包括溶液加工型有机光伏中的电子受体等多种领域。我们采用新型中子散射技术——自旋回波小角中子散射（SESANS），研究了在有机光伏相关溶剂中，浓度为30至90毫克/毫升的光学不透明PC61BM和PC71BM溶液里富勒烯衍生物的聚集现象。SESANS检测发现，部分PC61BM溶液中存在关联长度超过1毫米的聚集体，而PC71BM溶液中则未观察到聚集体。这些结果清晰表明，在光伏墨水常用溶剂中，PC71BM的基本溶解性明显优于PC61BM，这也印证了先前其他实验技术得出的类似观察结果。我们通过计算机模型研究了这两种物质在溶液中的能量状态及聚集机制，将差异归因于可能与PC71BM更大各向异性相关的动力学效应。此外，本工作展示了SESANS技术在探测完全不透明溶液中（聚集体尺寸约一到数微米）富勒烯衍生物聚集体的强大能力。

    关键词： 富勒烯衍生物、SESANS、PC61BM、团聚、有机光伏、PC71BM

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 理解溶剂添加剂在聚合物薄膜中的作用：将双层结构转变为类体异质结光伏器件

    摘要： 我们在此报道了添加剂溶剂1,8-二碘辛烷（DIO）对双层有机光伏（OPV）器件性能的影响，该器件的活性层由电子给体材料聚[2,7-(9,9-双(2-乙基己基)-二苯并硅杂环戊二烯)-交替-4,7-双(噻吩-2-基)苯并-2,1,3-噻二唑]（PSiF-DBT）和电子受体材料C60组成。研究发现，当给体层经1% DIO处理后，器件功率转换效率（PCE）较未处理给体层的器件提升138.4%，较经过热退火处理的给体层器件提升21.3%。导致PCE提升的主要因素是给体与受体材料间更大的界面面积以及低电压下改善的导电性。聚合物表面粗糙度的增加形成了更有效的PSiF-DBT/C60激子解离界面。该效应与导电性的提升共同使短路电流密度（JSC）达到13.89 mA/cm2，PCE达到4.84%。我们的结论通过形貌分析、先进显微技术进行的化学截面评估、电荷迁移率测量以及对考虑给体/受体界面面积变化的器件理论模拟得到支持。结果表明，溶剂添加剂可作为替代热退火的工艺方案，后者会给实验室到量产的规?；炊钔饫?。

    关键词： 溶剂添加剂、PSiF-DBT、激子解离、1,8-二碘辛烷、C60、有机光伏、功率转换效率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 为溶液法制备的倒置有机太阳能电池定制PEDOT:PSS聚合物电极

    摘要： 本文评审工作由A. Zaslavsky安排。研究人员考察了导电聚合物聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS）作为溶液法有机太阳能电池（OPV）顶电极的导电性与功函数特性。研究发现，通过调节不同商业级PEDOT:PSS（如PH 1000与AI 4083）的混合比例，可同时改变其导电性和功函数。当采用2:1体积比的PH 1000与AI 4083混合时，材料表现出443 S/cm的导电率（对应方阻260 Ω/□）及5.09 eV的功函数，因而该PEDOT:PSS混合物可同时作为OPV的空穴传输层（HTL）和阳极电极。为验证效果，研究者采用该改性PEDOT:PSS导电聚合物作为HTL和顶部阳极电极，制备了全溶液法反型体异质结（BHJ）OPV。在AM1.5G标准光谱100 mW/cm2光照条件下，器件实现了2.04%的最佳光电转换效率（PCE），对应开路电压576 mV、短路电流6.91 mA/cm2和填充因子51.2%。此外，由于未使用金属顶电极且导电聚合物本身具有透明性，最终器件呈现半透明特性。

    关键词： 有机光伏，半透明性，全溶液加工，功函数，导电性，PEDOT:PSS

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 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

  • 利用数据科学方法研究有机光伏聚合物材料的结构-性能关联

    摘要： 本研究介绍了一种利用多种数据科学方法处理聚合物材料数据库的工作流程，旨在揭示材料性能、结构信息与分子描述符之间的关联。该流程采用的无监督机器学习方法（自组织映射SOM）和聚合物分子描述符生成器均针对聚合物材料研究进行了定制化调整。为验证该流程的应用效果，我们将其应用于有机光伏（OPV）给体聚合物数据库，探究哪些性能或结构因素与OPV材料的功率转换效率（PCE）呈正相关。研究发现，在所考察的8项性能指标和11个分子描述符中，仅光子能量损失（Eloss）和氟原子数量（nF）与PCE值呈现显著正相关，该结论与其他已验证研究相符。该方法还能实现研究趋势的统计可视化——案例分析显示，数据库中多数OPV给体材料具有支链侧链结构，通常含7至12个非氢原子，而高PCE材料普遍含有6至9个芳香环。这些结果表明，本研究所提出的数据科学流程为聚合物材料研究提供了快速有效的洞察途径。

    关键词： 自组织映射、数据科学、分子描述符、聚合物材料、有机光伏、功率转换效率

    更新于2025-09-23 15:21:01