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oe1(光电查) - 科学论文

285 条数据
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  • 采用两种具有相似LUMO能级的兼容受体实现三元有机太阳能电池超过15.7%的效率

    摘要： 采用聚合物PM6作为给体，IPTBO-4Cl和MF1作为受体，制备了高效有机太阳能电池（OSCs）?；贗PTBO-4Cl和MF1的二元OSCs功率转换效率（PCE）分别达到14.94%和12.07%，其短路电流密度（JSC）显著不同（分别为23.18 mA cm?2和17.01 mA cm?2），填充因子（FF）分别为72.17%和78.18%，开路电压（VOC）相近（分别为0.893 V和0.908 V）。这两种受体IPTBO-4Cl和MF1具有相似的最低未占分子轨道能级，有利于三元活性层中的高效电子传输。通过在受体中掺入30 wt%的MF1，优化后的三元OSCs PCE达到15.74%，与基于IPTBO-4Cl的二元OSCs相比，其JSC（23.20 mA cm?2）、VOC（0.897 V）和FF（75.64%）同时提升。三元OSCs逐渐提高的FF表明，以MF1作为形貌调节剂时相分离和分子排列得到了良好优化。本研究可为从两种二元OSCs的材料和光伏参数出发，选择合适的第三组分以实现高效三元OSCs提供新思路。

    关键词： 有机太阳能电池、形貌调节剂、兼容受体、三元策略

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过引入掠射角沉积的给体层提升小分子有机太阳能电池的性能

    摘要： 通过创新器件结构直接提升光伏性能，为有机太阳能电池领域带来了重要进展。采用不同类型异质结搭配特定有机半导体组合的光伏器件，为深入理解有机异质结工作机理开辟了道路。本研究报道了一种无需额外材料的新器件结构制备方法：通过掠角沉积技术在ClAlPc:C60体异质结（BHJ）与C60层之间插入一层供体材料（氯铝酞菁ClAlPc）薄膜。该器件中同时存在ClAlPc/C60平面异质结与ClAlPc:C60体异质结，由此获得了更高光电转换效率。研究探讨了附加ClAlPc层对光伏电池开路电压和填充因子的影响，为提升有机太阳能电池器件性能提供了新途径。

    关键词： 掠角沉积，体异质结，给体层，有机太阳能电池，光伏性能

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 结合抗反射纳米结构的有机太阳能电池的FDTD光学模拟

    摘要： 为提高有机光伏器件的性能，我们研究了一种集成器件设计：将表面蛾眼纳米纹理与多层干涉膜构成的混合减反射结构应用于高折射率玻璃基底。采用周期较长（接近有机半导体带隙波长）的蛾眼纹理以增强光吸收。通过对该集成器件进行光学时域有限差分模拟，确定了多层干涉膜的最佳层结构配置以实现光电流最大化。此外，对比了集成器件与仅含蛾眼涂层的器件的吸收光谱，结果表明该集成结构能实现波长范围内较高且相对均匀的吸收水平。

    关键词： 优化，时域有限差分法，有机太阳能电池，光学模拟

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 掺铝二氧化钛（Al - TiO?）的通用制备及其作为电子提取层在无机 - 有机杂化钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池中的应用

    摘要： 在无机-有机杂化钙钛矿太阳能电池（PeSCs）和有机太阳能电池（OSCs）中，通过金属掺杂过渡金属氧化物（TMO）制备电子提取层（EEL）是提升光伏性能的简便高效方法。本研究探究了铝掺杂二氧化钛（Al-TiO?）特性变化对两类电池产生的普适效益及共同影响因素，这些因素通过两种独立机制体现：其一涉及TiO?薄膜表面平滑化，该效应影响高结晶活性层的形成并降低电子提取层与活性层间的复合；其二源于TiO?带隙拓宽，可降低激活能并增强器件猝灭效率。多种测试数据验证了这些机制，研究结果有助于理解铝掺杂TiO?在溶液法制备薄膜太阳能电池中的基础优势。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、电子提取层、有机太阳能电池、掺铝二氧化钛

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 有机太阳能电池关键材料的进展

    摘要： 有机太阳能电池因其轻质、柔性和卷对卷制备等优势，吸引了学术界和工业界的广泛关注。目前，最先进的有机太阳能电池已实现18%的功率转换效率。该领域的快速发展得益于不断涌现的新材料和器件制备技术，以及对薄膜形貌、分子堆积和器件物理的深入理解。给体与受体材料是决定器件性能的关键材料，过去25年间高性能给受体材料的研发历程堪称一部壮阔史诗。本综述聚焦这些明星材料与里程碑工作，系统介绍关键材料的分子结构演化历程，包括均聚物给体、D-A共聚物给体、A-D-A型小分子给体、富勒烯受体与非富勒烯受体。最后，我们展望了关键材料开发领域面临的挑战与重要发展方向。

    关键词： D-A共聚物给体、非富勒烯受体、关键材料、有机太阳能电池、富勒烯受体

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 柔性有机太阳能电池的未来

    摘要： 过去十年间，有机太阳能电池研究投入了大量精力，取得了显著进展，功率转换效率（PCE）已超过10%。在现有柔性有机太阳能电池中，总厚度<10微米的超薄有机太阳能电池具有重要优势，包括良好的机械弯曲稳定性和优异的贴合性，这些特性使其成为可穿戴电子设备的发电解决方案。本文基于纺织兼容太阳能电池的潜在应用，探讨了柔性及超薄有机太阳能电池的研究进展与未来方向。通过工艺工程改进和超薄基底薄膜材料开发，超薄有机太阳能电池的PCE得到提升，使得基底厚度>10微米的柔性有机太阳能电池与基底厚度≤10微米的超薄有机太阳能电池之间的PCE差异缩小。文章还讨论了进一步提升柔性/超薄有机太阳能电池PCE的关键技术，并阐述了提高稳定性及决定柔性有机太阳能电池机械强度的重要策略。

    关键词： 有机太阳能电池、柔韧性、可拉伸性、功率转换效率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 有机太阳能电池中低能量损失下的高效电荷产生：关键问题综述

    摘要： 有机太阳能电池（OSCs）中光吸收会生成强束缚激子。要实现高效电荷产生，需要较大驱动力，但这会导致较大能量损失（Eloss），严重阻碍OSCs功率转换效率（PCEs）的提升。近年来非富勒烯OSCs发展取得重大突破，这类器件能在驱动力可忽略的情况下实现高效电荷产生，这引发了一个关于激子如何分裂为自由电荷的基础性问题。从化学结构角度看，给体与受体间的分子静电势差异可能对促进电荷分离起关键作用。虽然电荷产生导致的Eloss已得到抑制，但电荷复合（尤其是通过非辐射途径）严重限制了PCEs的进一步提升。在驱动力可忽略的OSCs中，最低激发态——一种混合局域激子-电荷转移态——被认为与非辐射Eloss密切相关。本综述探讨了高效OSCs在低Eloss值下的高效电荷产生机制，并重点指出为实现PCEs新突破（约20%）需要解决的关键问题。

    关键词： 能量损失、有机太阳能电池、非富勒烯受体、静电势、电荷产生

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [IEEE 2019年第12届电子系统工程发展国际会议（DeSE）- 俄罗斯喀山（2019年10月7日-2019年10月10日）] 2019年第12届电子系统工程发展国际会议（DeSE）- 掺铝氧化锌层对有机太阳能电池性能的影响

    摘要： 采用溶胶-凝胶法制备的铝掺杂氧化锌（AZO）作为电子传输层，研究了基于PCDTBT:PCBM共混物的倒置有机太阳能电池的界面特性及器件性能。通过分析不同铝掺杂浓度对AZO层光学、结构及形貌特性的影响发现：铝掺杂浓度调控了晶粒生长尺寸，导致表面形貌差异；高掺杂浓度会提升载流子浓度并增大带隙宽度。使用AZO层的有机太阳能电池性能显著提高——其中0.5%铝掺杂ZnO器件表现最佳，光电转换效率达3.24%，短路电流密度为8.82mA/cm2，填充因子0.46，开路电压0.81V；而参照器件（未掺杂）效率为2.9%，短路电流密度7.6mA/cm2，填充因子0.48，开路电压0.785V。

    关键词： 电子传输层，PCDTBT:PCBM，有机太阳能电池，AZO薄膜

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 具有D-A结构和扭曲构型的三重态受体用于高效有机太阳能电池

    摘要： 为构建高性能有机太阳能电池（OSC），研究人员开发了三重态受体——当三重态（T1）能级接近电荷转移态（3CT）时，长寿命且扩散范围大的三重态激子可解离为自由电荷而非净复合。现有三重态受体通过引入重原子增强系间窜越，限制了其应用。本研究构建了两种无重原子的扭曲受体（Y6类似物），其具有大π共轭核与D-A结构，证实为三重态材料并实现了高效OSC。通过研究三重态激子机制发现：扭曲结构与D-A构型产生强自旋轨道耦合（SOC）及单/三重态间微小能隙，从而实现高效系间窜越；同时T1能级接近3CT，促进三重态激子解离为自由电荷。该研究为理解OSC中三重态激子的工作机制提供了新见解。

    关键词： 扭曲构象、D-A结构、长寿命激子、三重态受体、有机太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于萘-双噻吩并噻吩的轴对称与非对称非富勒烯受体：构型异构化与光伏性能研究

    摘要： 已开发出基于萘-双噻吩并噻吩核心、末端基团有无氟化的两类共轭异构体八环非富勒烯受体（NFA）。与具有两个六元环桥的轴对称NFA（N66-IC和N66-2FIC）相比，其不对称共轭异构体（N65-IC和N65-2FIC）均含一个六元环桥和一个五元环桥，表现出显著红移吸收、更高结晶度及略微下移的LUMO能级。基于PBDB-T-2F:N65-2FIC的有机太阳能电池实现了10.19%的优异功率转换效率，是其对应PBDB-T-2F:N66-2FIC电池（3.46%）的三倍。当与PBDB-T作为给体材料共混时，不对称受体类似物N65-IC基太阳能电池的PCE达到9.03%，较PBDB-T:N66-IC基电池的5.45%显著提升，这与全氟化给体/受体对应电池的结果一致。研究探索了全氟化、非氟化或交叉组合给体/受体的器件制备设计规则。此外，PBDB-T-2F:N65-2FIC展现出卓越的器件稳定性，在1个太阳光照下暴露1500小时后仍保持初始PCE的85%，这对未来商业化器件具有重要意义。

    关键词： 异构化、萘、有机太阳能电池、非富勒烯受体、不对称性、轴对称性

    更新于2025-09-23 15:21:01