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oe1(光电查) - 科学论文

285 条数据
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  • 新型苯并二噻吩类低带隙聚合物太阳能电池的应用及采用原子层沉积封装技术的器件稳定性研究

    摘要： 通过溶剂蒸发技术合成了一种新型苯并二噻吩类共聚物。采用常规封装和原子层沉积（ALD）技术对聚[5-(5-(4,8-双(2-乙基己氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2-基)噻吩-2-基)-2,3-双(3,4-双(癸氧基)苯基)-8-(噻吩-2-基)喹喔啉]（P-TQTBDT）太阳能电池进行封装。通过核磁共振（NMR）、凝胶渗透色谱（GPC）和循环伏安法（CV）对样品进行表征。为比较商用P3HT与我们新型聚合物太阳能电池的稳定性，同时对P3HT和P-TQTBDT太阳能电池开展稳定性研究。结果表明：在AM1.5G太阳光照射300小时内，采用ALD封装技术的P-TQTBDT电池稳定性从38%提升至72%，证实ALD是极具前景的聚合物太阳能电池封装技术。两种封装方式下，P-TQTBDT太阳能电池均比P3HT太阳能电池表现出约10%的更高稳定性。我们重点研究了ALD封装技术对提升聚合物太阳能电池稳定性的作用，旨在对比P-TQTBDT与P3HT太阳能电池。P-TQTBDT的稳定性结果表明该共聚物有望成为实现聚合物太阳能电池超高稳定性的理想材料。

    关键词： 原子层沉积、太阳能电池、稳定性测试、ISOS稳定性测试、苯并二噻吩、有机太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • PQT-12界面层对PCDTBT:PCBM体异质结太阳能电池性能的影响

    摘要： 本文报道了PQT-12界面层对基于PCDTBT:PCBM的体异质结(BHJ)有机太阳能电池(OSCs)性能的影响。该PQT-12界面层采用成本与材料效益俱佳的漂浮膜转移法(FTM)制备。研究表明，相比仅使用PEDOT:PSS空穴传输层(HTL)的器件，基于FTM技术的PQT-12 HTL能显著提升OSCs的功率转换效率(PCE)和外量子效率(EQE)。由于界面处高效的载流子传输，采用PQT-12复合结构的器件实现了最大短路电流密度(JSC=5.62 mA cm?2)、开路电压(VOC=562 mV)和填充因子(FF=0.33)。当采用PQT-12/PEDOT:PSS双层结构时，其PCE达到仅使用PEDOT:PSS HTL器件的近两倍。

    关键词： 有机太阳能电池（OSC）、PCDTBT、体异质结、PQT-12、浮动膜转移法（FTM）

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过新兴非富勒烯受体和叠层结结构构建高性能有机光伏器件

    摘要： 鉴于新型非富勒烯受体与叠层结结构的独特优势，基于此的有机光伏器件（OPVs）极具发展前景。该新兴领域的研究始于2016年，当时实现的功率转换效率（PCEs）为8-10%，目前已提升至17%。本文探讨了高性能OPVs的构建方法，重点结合新型非富勒烯受体的优势与叠层结结构。为实现更高PCEs，文中讨论了获得高短路电流密度、开路电压和填充因子的方法，并分析了高效OPVs的稳定性与可重复性问题。研究预测，基于新型非富勒烯受体的叠层结OPVs将成为该领域的下一波浪潮，在不久的将来实现超过20%的高PCEs。针对这一新兴热点课题，本文还提出了一些具有前景的研究方向，这些方向可能推动该领域进入25%高效率时代，并使技术显著超越实验室研究阶段。

    关键词： 非富勒烯受体、有机太阳能电池、有机光伏、叠层太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于苯并噻吩（BT-CIC）的非富勒烯受体有机太阳能电池光电性能调控

    摘要： 有机太阳能电池因其卓越特性已成为研究和技术领域的关注焦点。在本研究中，我们设计了一种基于苯并噻吩（BT-CIC）的非富勒烯受体有机太阳能电池，其具有A-D-A新型结构。通过将参比分子R中2-(5,6-二氯-2-亚甲基-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-1-亚基)乙腈替换为不同电子吸端基受体单元，衍生出D1-D4四种设计结构（均源自非富勒烯受体BT-CIC）。采用TD-DFT B3LYP/6-31G基组理论研究了末端受体基团对设计分子（D1-D4）吸收光谱、能级、电荷传输、形貌及光伏性能的影响，并与参比分子R进行对比。在所有新型结构中，D3在气态和氯仿中分别表现出最大吸收波长（λmax）701.7纳米和755.2纳米。D3的红移现象源于其相比其他结构含有更强的电子吸端基受体单元和更延展的共轭体系。该结构还显示出最低的能带隙（1.97 eV）、λe（0.0063 eV）和λh（0.0099 eV）值，表明其具有优异的电子迁移能力。D3最低的结合能1.20 eV说明该分子易解离成载流子，TDM结果显示D3中激子易发生解离。总体而言，设计结构D3被证实是更高效的单组分有机太阳能电池受体分子。本研究为有机光伏用非富勒烯受体的开发提供了新见解。

    关键词： 理论研究、光电性质、苯并噻吩、有机太阳能电池、非富勒烯受体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 等离子体纳米天线在提高有机太阳能电池效率中的应用

    摘要： 已知在有机太阳能电池中周期性使用银纳米天线可提高光吸收效率。本研究采用有限元法对纳米天线进行了几何参数分析?；谕菇刈赌擅滋煜叩难芯浚颐欠⑾钟赏菇刈赌擅滋煜哂虢鹱炙文擅滋煜吖餐钩傻哪擅滋煜哒罅?，相比单一纳米天线能为不同入射角度的光线提供更优解决方案。在300-800纳米波长范围内，相较于传统纳米天线，该有机太阳能电池对TM和TE两种偏振光的平均吸收效率均获得提升。

    关键词： 凸截锥纳米天线、有机太阳能电池、有限元法、金字塔形纳米天线、等离激元纳米天线、光吸收

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 富勒烯基中间层用于打破有机太阳能电池中的能量壁垒

    摘要： 有机太阳能电池（OSCs）具有重量轻、柔韧性好且易于溶液加工的特点，因而在大面积器件制备方面具有优势。电极与有机活性层之间的中间层材料是器件制备的关键要素。近年来，可溶液加工的富勒烯衍生物作为太阳能电池应用中的高效电极中间层材料受到了广泛研究。在这篇小综述中，我们总结了近期将富勒烯衍生物用作OSCs中间层的研究进展。这些实例包括从小分子到聚合物、再到有机复合材料或有机/无机杂化材料的富勒烯中间层。我们重点介绍了开发基于富勒烯的中间层的全面努力，并阐述了这些材料作为空穴异质结（BHJ）OSCs中阴极中间层的多种功能。我们的目的是描述目前对OSCs中富勒烯中间层的理解、最新进展和突出问题，并提出未来潜在的方向和机遇。

    关键词： 富勒烯、夹层、有机太阳能电池、表面改性、界面工程

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 具有超高光电流和接近1000纳米光电响应的钙钛矿/有机光伏集成器件

    摘要： 为增强常用钙钛矿材料在近红外（NIR）区域的光响应，研究人员采用具有强近红外吸收和高电子迁移率的稠环电子受体（F8IC）与窄带隙聚合物给体（PTB7-Th）共混构建有机体异质结（OBHJ），并将该OBHJ与钙钛矿太阳能电池集成。这种集成的钙钛矿/OBHJ太阳能电池展现出接近1000纳米的强光响应和高达28.2 mA cm?2的超高短路电流密度，远超传统钙钛矿太阳能电池和有机太阳能电池。

    关键词： 集成太阳能电池、钙钛矿太阳能电池、超高光电流、近红外光电响应、有机太阳能电池

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 含"σ-空穴"的挥发性固体添加剂实现16.5%效率的有机太阳能电池

    摘要： 我们在基于PM6:Y6的有机太阳能电池中引入了一种含σ空穴的挥发性固体添加剂——1,4-二碘四氟苯（A3）。除了A3添加剂具有适宜的挥发性外，其与光活性基质之间的协同卤素相互作用促使有利的给体/受体互穿区域形成更致密有序的分子排列。由此观察到电荷传输过程显著加快且电荷复合可能性受到抑制，最终实现了16.5%的冠军光电转换效率。值得注意的是，在10至35 mg/ml的宽浓度范围内，经A3处理的器件均能保持超过16.0%的高效率。该处理后的器件展现出优异稳定性，储存360小时后仍保持15.9%的效率。本工作证明σ空穴相互作用可提升有机太阳能电池性能，并强调了非共价相互作用在光电子材料中的重要性。

    关键词： 挥发性固体添加剂，σ-穴，有机太阳能电池，卤素相互作用，电荷传输

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 利用介电纳米粒子改善有机太阳能电池光吸收的FDTD模拟研究

    摘要： 本文提出了一种通过在阳极嵌入介电纳米粒子层来实现有机太阳能电池（OSC）的系统设计与分析。通过数值模拟表明，利用纳米粒子可提升器件有源层的光吸收率。这些纳米粒子作为入射光的散射介质，从而将光限制在器件内部。对于不同角度散射的光线，其在有源介质中的光学路径长度增加，进而促使有源层吸收更多光能，最终提高光电转换效率。这种散射效率——即影响太阳辐射吸收以产生电流的关键因素——取决于粒子尺寸、粒子间距以及粒子与嵌入介质之间的折射率对比度。研究采用米氏理论计算纳米粒子的散射效率，并通过时域有限差分法分析了纳米粒子对OSC光吸收和电流密度的影响。结果表明，该结构设计使器件有源层的光吸收率提升40%，短路电流密度提高34%。

    关键词： 有机太阳能电池、介电纳米粒子、光吸收、散射效率、光学模拟

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 以聚(3-己基噻吩)链段为增容剂的嵌段共聚物在非富勒烯有机太阳能电池中的开发

    摘要： 基于P3HT链段的嵌段共聚物被报道能在P3HT:PC61BM体异质结(BHJ)体系中发挥有效相容剂功能，同步提升器件性能与稳定性。然而受限于P3HT:PC61BM体系欠佳的光物理特性，即便优化了基于P3HT链段的嵌段共聚物化学结构，相容剂调控器件的功率转换效率(PCE)仍较低。为深入阐明这种相容剂效应，本研究在新兴的非富勒烯受体(NFA)基BHJ体系中考察了P3HT链段嵌段共聚物的相容功能。选用P3HT类似物聚[(4,4'-双(2-丁氧基羰基-[2,2'-联噻吩]-5,5-二基)-交替-(2,2'-联噻吩-5,5'-二基)](PDCBT)作为聚合物给体——因其与P3HT具有相同主链而能与P3HT链段嵌段共聚物良好兼容，且已被证实比P3HT在NFA BHJ体系中实现更高PCE。研究表明P3HT链段嵌段共聚物(P1-P4)对PDCBT基NFA BHJ体系具有相似相容功能，其结构设计的重要性也得以揭示。其中P4的添加使PCE提升最显著：PDCBT:ITIC共混体系从5.30%增至7.11%，PDCBT:IT-M体系从6.21%增至8.04%。该相容剂还能增强器件热稳定性，在85°C退火120小时后仍保持初始PCE的77%(PDCBT:ITIC体系)，优于原始二元器件(66%保留率)。更重要的是，所有相容剂调控器件均呈现更高的开路电压(Voc)，这种电位损失降低可归因于光活性组分间界面兼容性的改善——这正是相容剂最重要的功能。

    关键词： 相容剂、聚(3-己基噻吩)链段、非富勒烯受体、有机太阳能电池、嵌段共聚物

    更新于2025-09-23 15:19:57