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oe1(光电查) - 科学论文

139 条数据
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  • 用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺添加剂

    摘要： 基于Spiro-OMeTAD的空穴传输层(HTL)因添加剂双(三氟甲磺酰)亚胺锂(Li-TFSI)快速聚集和水合导致的环境不稳定性，会加速钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能衰减。本研究证明，采用疏水性更强的碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺添加剂（Mg-TFSI2和Ca-TFSI2）替代Li-TFSI，可有效稳定TFSI盐与4-叔丁基吡啶的配位复合物，从而延缓添加剂聚集和水合过程，显著提升HTL的耐湿性。通过这种替代策略，我们制备出具有更高空穴迁移率、与相邻钙钛矿形成更优界面的高质量HTL，从而改善了空穴提取过程。将这些HTL应用于光伏器件后，器件性能获得显著提升，最佳PSC器件功率转换效率超过20%。此外，在环境空气(RH%=55-70%)中老化193天后，采用碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺添加剂稳定的未封装器件仍保持初始效率的83%。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，4-叔丁基吡啶，环境稳定性，碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺，空穴传输层，电荷转移

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 具有过渡偶极矩各向异性空间分布的大尺寸有机电荷转移共晶体的形貌依赖发光与光学波导特性

    摘要： 具有活性光学波导行为的有机共晶与全内反射、分子堆积模式及晶体中跃迁偶极矩(μ)的空间分布密切相关。然而，作为能响应μ各向异性空间分布的新型材料，有机电荷转移(CT)共晶的光波导特性尚未被揭示。本研究制备了一种新型有机CT共晶9AC-TCNB（9AC=9-蒽甲酸，TCNB=1,2,4,5-四氰基苯），其在同一晶格平面上沿两个不同取向呈现给体(D)与受体(A)的混合堆积结构。通过多种光谱分析证实，该共晶中存在源自μ各向异性空间分布的双向非对称光传播。一维和二维9AC-TCNB共晶的光致发光(PL)显微图像及空间分辨PL光谱进一步表明，这种CT共晶具有形态和颜色依赖性的各向异性光学波导特性，验证了光传播的理论原理。该成果为有机共晶在大规模光波导器件和集成光学领域开辟了新的潜在应用方向。

    关键词： 大尺寸有机共晶、电荷转移、光学波导、跃迁偶极矩

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 有机太阳能电池中P3HT/非富勒烯界面多重电荷转移机制的理论研究

    摘要： 近年来，基于聚（3-己基噻吩）（P3HT）的有机太阳能电池（OSCs）因其易于生产、低成本和可大面积制备的特性得到了发展。然而，在P3HT基OSCs中，比PC61BM具有更高功率转换效率（PCE）的非富勒烯受体研究较少。本工作深入分析了激发态，以探究高性能P3HT/非富勒烯体系的特殊性。研究发现存在多种电荷转移（CT）机制，包括分子间电场（IEF）、热CT态和CT态的直接激发，这表明这些P3HT/非富勒烯界面存在更有利的CT路径。相应地，对所有研究的给体/受体界面的电荷转移速率计算进一步验证了多种CT路径的积极作用。此外，首次发现有趣的弗伦克尔-CT混合态与这些P3HT/非富勒烯体系中给体和受体更强的静电表面势（ESP）差异相关，这可能为高效OSCs的设计提供策略。

    关键词： 非富勒烯，分子间电?。↖EF），聚3-己基噻吩（P3HT），混合弗伦克尔-电荷转移态，电荷转移（CT）机制，有机太阳能电池（OSCs）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 新型氮杂冠醚桥联双核钌染料敏化剂用于太阳能电池的光物理、电化学及DFT研究

    摘要： 合成并表征了一种以1,10-二氮杂-18-冠-6为桥联配体的双核钌联吡啶配合物，同时研究了其光物理和电化学性质。通过密度泛函理论计算对实验研究进行了补充。结果表明，电荷从一个金属中心转移到另一个金属中心的路径对实现有效电子耦合至关重要。但与相关偶氮桥联配体染料报道的顺畅电子转移相比，该氮杂冠醚桥联配体会阻碍两个钌中心之间的电子转移。

    关键词： 桥联配体、双核钌配合物、密度泛函理论、电荷转移、电子耦合

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 二甲基苯胺功能化的芘类荧光团；溶液及自组装单层膜中的双色pH响应切换

    摘要： 一种含三个可电离N,N-二甲基苯胺基团的芘电荷转移荧光团被开发为界面pH开关。通过光谱结合DFT计算证实，母体羧酸化合物及其硫醇化衍生物能依次可逆地发生质子化。质子化会导致以550 nm为中心的N,N-二甲基苯胺向芘的电荷转移发射强度逐渐减弱，当第三个位点质子化时，该跃迁消失并产生强烈的蓝色（450 nm）芘中心发射。同时观察到电荷转移吸收的减弱，这些变化在pH中和时可逆恢复。在金表面制备的硫醇化衍生物自组装单层膜经铁氰化钾/亚铁氰化钾探针伏安法检测显示形成紧密堆积的单层结构。通过监测该薄膜的探针伏安法和无标记电化学阻抗谱随pH的变化，发现渐进但可逆的质子化步骤反映为膜电阻的降低。该探针的斯托克斯位移避免了自淬灭，因此自组装单层膜记录到以540 nm为中心的宽谱电荷转移荧光，而溶液中则观察到渐进且可逆的强度减弱。这种简便的组装特性及阻抗/光学开关功能，使这些材料有望作为通断型或双色通断通荧光开关，在逻辑门或响应性表面应用中具有潜在价值。

    关键词： DFT计算，自组装单分子层，荧光，电荷转移，pH开关，芘

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 通过界面改性消除无迟滞钙钛矿太阳能电池中的光浸泡效应

    摘要： 在有机金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）工作状态下观测到了迟滞效应与光浸泡效应，这阻碍了对功率输出的精确评估。导致这些效应的机理尚不明确。本研究证实，在无迟滞PSCs中光浸泡效应与电子选择层/钙钛矿界面相关。采用掺杂CH3NH3I分子的[6,6]-苯基C61-丁酸甲酯（PC61BM）作为界面层，可通过高效电荷转移有效释放或消除该效应，同时实现19%的最佳稳定输出效率及超过84%的超高空穴因子。电化学阻抗谱导出的电容-电压与电容-频率曲线表明，PSCs中的光浸泡效应主要源于PC61BM/钙钛矿界面的电荷累积。PC61BM中掺杂的CH3NH3I能抑制钙钛矿内部的离子迁移，从而消除光浸泡效应。此外，我们提出结合离子迁移与电荷累积过程的新模型，用于解释PSCs中的光浸泡效应及性能提升机制。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、光浸泡效应、迟滞现象、电荷转移、界面修饰

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 设计基于二噻吩并萘的受体材料，用于有机太阳能电池并具有优异的光伏参数

    摘要： 科学家们正聚焦于非富勒烯类受体材料，因其具有高效的光伏特性。本研究基于实验合成的参考化合物R，通过结构修饰设计了四种新型二噻吩并萘基受体分子，其光伏性能更优。这些新设计分子均以二噻吩并萘为核心，分别连接四种不同的端基受体单元：2-(5,6-二氟-2-亚甲基-3-氧代-2,3-二氢茚-1-亚基)丙二腈(H1)、2-(5,6-二氰基-2-亚甲基-3-氧代-2,3-二氢茚-1-亚基)丙二腈(H2)、2-(5-亚甲基-6-氧代-5,6-二氢环戊[c]噻吩-4-亚基)丙二腈(H3)和2-(3-(二氰基亚甲基)-2,3-二氢茚-1-亚基)丙二腈(H4)。通过与参照物R对比，分析了这些设计分子的各项光伏参数。所有新分子均表现出更窄的HOMO-LUMO能隙（2.17-2.28 eV，参照物R为2.31 eV）。前沿分子轨道(FMO)图证实了电子从给体到受体的转移过程。这些分子在可见光区均呈现宽幅吸收，且最大吸收波长较R发生红移。与R相比，所有研究分子的激发能更低，表明其具有更高的电荷转移速率。为评估开路电压，将设计受体与经典给体PBDB-T共混，其中H3分子展现出最高的Voc值（1.88 V）。通过TDM分析揭示了电子激发过程行为及给受体单元间的电子空穴分布情况，所有分子的结合能均低于R，其中H3最低（0.24 eV），反映其具有最强的电荷转移能力。H2分子的电子与空穴重组能均低于R，预示其具备最高的电荷转移速率。

    关键词： 吸收最大值、结合能、重组能、光伏特性、开路电压、电荷转移、二噻吩并萘、HOMO-LUMO能隙、非富勒烯类受体

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于高性能钙钛矿太阳能电池的低温制备结晶石墨纳米纤维

    摘要： 将二维石墨纳米片整合为一维石墨纳米纤维对石墨材料的深度应用至关重要。本研究报道了通过无喷嘴静电纺丝结合后续低温热处理（500°C）制备结晶石墨纳米纤维的方法?；谡庵质晃擅捉峁?，我们首次将其作为钙钛矿太阳能电池（PSCs）的支架材料，从而在光吸收层中构建电荷传输高速通道，进而提升器件性能?；谑擅紫宋母祁芽筇裟艿绯厥迪至?8.23%的高光电转换效率，并具有76%的高填充因子。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，电荷转移，静电纺丝，石墨纳米纤维，石墨化温度

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 聚醋酸乙烯酯/石墨烯纳米复合材料的合成及其在染料敏化太阳能电池电解质中的应用

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）中使用的液态电解质因有机溶剂的泄漏和挥发存在稳定性问题。为解决该难题，许多研究者聚焦于固态与凝胶态电解质等替代方案。然而由于离子电导率较低，凝胶态电解质的效率较液态电解质逊色。本研究首次采用原位聚合法合成聚醋酸乙烯酯（PVAc）/石墨烯纳米复合凝胶电解质以提升电池效率。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及太阳能模拟器等技术对制备的纳米复合材料进行表征。I-V曲线结果表明，该纳米复合凝胶电解质的短路光电流密度（JSC）较对比组显著提升。其短路光电流密度（JSC）、开路电压（VOC）和填充因子（FF）分别为6.62 mA cm?2、0.64 V和43%，对应光电转换效率（PCE）达4.57%，不仅高于参照PVAc凝胶电解质DSSC的效率（η=4.35%），且与液态电解质DSSC的效率（η=4.75%）相当。最后通过电子阻抗谱研究解析了电子转移动力学机制。

    关键词： 纳米复合材料、聚合物电解质、石墨烯、电荷转移、染料敏化太阳能电池

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过在P3HT:IEICO-4F中添加PC71BM实现高性能全色有机光电探测器电荷转移、迁移率和形貌的改善

    摘要： 通过在全聚合物给体聚(3-己基噻吩)(P3HT)与小分子非富勒烯受体2,2'-((2Z,2'Z)-(((4,4,9,9-四(4-己基苯基)-4,9-二氢-并四噻吩并[1,2-b:5,6-b']二噻吩-2,7-二基)双(4-((2-乙基己基)氧基)噻吩-5,2-二基))双(亚甲基))双(5,6-二氟-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-2,1-二亚基))二丙二腈(IEICO-4F)主体体系中添加[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯(PC71BM)富勒烯作为电子受体，实现了光谱响应范围300-1000 nm的高性能全色有机光电探测器(OPDs)。当添加10 wt% PC71BM时，器件在805 nm处展现出高达1.35×1012 Jones的比探测率(D*)，较对照组提升1.5倍。性能提升主要源于短波长范围光吸收增强及级联能级排列，这有效促进了光捕获与激子利用效率。此外，通过调节PC71BM受体比例优化活性层形貌，显著提升了器件电荷传输与迁移率并抑制双分子复合。本研究表明在非富勒烯体系中引入富勒烯对全色OPDs器件性能具有积极影响。

    关键词： 薄膜形貌、电荷迁移率、非富勒烯与富勒烯受体、全色有机光电探测器、电荷转移

    更新于2025-09-11 14:15:04