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oe1(光电查) - 科学论文

8 条数据
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  • 非卤化溶剂对溶液法制备光伏用聚合物薄膜主要性能的影响：一项计算研究

    摘要： 有机光伏（OPV）器件虽已实现较高的太阳能转换效率，但其制备通常需使用含卤素的有毒溶剂。因此，在OPV器件实现工业化大规模生产前，亟需用环保溶剂替代这些有毒溶剂。理论工具在此类新溶剂的研发中或将成为有力助手。为深入理解溶剂与聚合物相互作用的机理，本研究采用经典分子动力学（MD）方法模拟了两种不同溶剂加工的聚[4,8-双(2-乙基己氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩-2,6-二基-3-氟-2-[(2-乙基己?；?羰基]噻吩并[3,4-b]噻吩二基]（PTB7-Th）薄膜的形成过程——该材料是OPV中广泛应用的给体材料。第一种溶剂为实验室常用的高毒性邻二氯苯（o-DCB），第二种则是适用于OPV制造的环保型邻甲基茴香醚（o-MA）。我们通过溶剂蒸发协议模拟PTB7-Th薄膜形成过程，证实理论MD计算能捕捉到o-DCB与o-MA蒸发所形成薄膜宏观性质的差异：含卤溶剂与聚合物的相互作用会破坏侧链噻吩二基团与主链的键合，这些缺陷可能形成影响电荷传输的陷阱，并导致吸收光谱蓝移。通过蒙特卡洛方法，我们还验证了MD模拟形貌对空穴迁移率的影响。理论结果与实验测量高度吻合，均表明o-MA能在不损失器件关键性能的前提下制备聚合物薄膜。本研究表明，理论计算对绿色工艺制备聚合物薄膜的形貌优化具有重要指导意义。

    关键词： 溶剂蒸发、PTB7 - Th、分子动力学、有机光伏、卤代溶剂、环保溶剂、空穴迁移率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 侧链变化对单晶结构的影响：揭示有机太阳能电池的结构-性能关系

    摘要： 活性层中的分子堆叠组装对有机太阳能电池（OSC）的光伏性能具有重要影响。本研究报道了两种具有不同侧链的新型小分子给体FBT-O和FBT-H及其对应的富勒烯基有机太阳能电池。侧链的微小改变导致功率转换效率（PCE）产生显著差异。尽管两种给体的分子结构相似，但基于FBT-O的器件PCE几乎是基于FBT-H器件的三倍，其短路电流密度、填充因子均显著提高，且空穴迁移率提升了三个数量级。通过深入研究两者的单晶结构差异发现，FBT-O具有更好的平面性，从而形成适宜的相分离和畴尺寸。此外，共混薄膜的二维掠入射广角X射线散射结果表明，这两种给体与单晶结构相比保持了相似的堆叠结构，由此建立了分子堆叠结构与器件性能之间的明确关联。

    关键词： 侧链修饰、空穴迁移率、单晶、分子堆积结构

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 精确化学计量调控空穴传输材料中的氧化态以增强钙钛矿太阳能电池的空穴迁移率

    摘要： 在传统的n-i-p型钙钛矿太阳能电池（PSCs）中，大多数空穴传输材料（HTMs）依赖锂盐和钴(III)配合物的不可控氧化过程来实现足够的空穴迁移率。本文展示了一种通过光氧化还原反应从中性形式（NPTZ）合成的稳定氧化吩噻嗪基空穴传输材料（OPTZ）。这种可控且稳定的氧化态主要源于OPTZ中吩噻嗪核的平面结构和π共轭体系。OPTZ的单占据分子轨道（SOMO）与NPTZ的最高占据分子轨道（HOMO）之间的能隙能有效促进空穴传输层中的空穴跃迁。通过优化NPTZ中OPTZ掺杂比例，基于分子内和分子间电荷转移过程，空穴迁移率得到有效提升，从而提高了PSCs的填充因子。该工作为获得稳定氧化态HTMs提供了新策略，可显著增强PSCs中HTMs的空穴迁移率。

    关键词： 吩噻嗪，空穴传输材料，空穴迁移率，钙钛矿太阳能电池，自由基阳离子

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 研究p型掺杂对基于P3HT:ICBA的有机光伏太阳能电池性能的影响

    摘要： 在本研究中，我们通过模拟实验探究了P型掺杂对基于P3HT:ICBA光伏有机太阳能电池性能的影响。采用AMPS-1D（微电子与光子结构一维分析）软件对ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Ca/Al结构进行了数值模拟。研究表明，P型掺杂是提升有机太阳能电池效率的创新方法，但该增效作用仅适用于空穴迁移率μp小于1E-3cm2V?1s?1的有源层器件。当掺杂密度为1E17cm?3时，器件效率达到峰值5.856%，较基准提升25.9%。所得结果与文献报道的实验数据高度吻合。

    关键词： 空穴迁移率、效率、p型掺杂、P3HT:ICBA共混物、AMPS-1D模拟软件、有机太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 低供体含量有机太阳能电池的空穴传输材料：电荷传输与器件性能

    摘要： 低供体含量太阳能电池是一类引人关注的光伏器件，其工作机理仍存在诸多讨论。我们合成了一系列基于三苯胺的材料，与电子受体[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯（PC71BM）配合用于低供体含量器件。这些三苯胺基材料在近紫外区吸光，使PC71BM成为太阳能电池中主要的光吸收有机半导体材料。研究发现，这些器件并非以经典肖特基结方式工作，而是通过光激发PC71BM向三苯胺基供体的空穴转移产生光电流。我们发现将供体材料表面的甲氧基替换为甲基会导致纯膜的空穴迁移率下降，这是因为甲基取代材料更易聚集。这种聚集的热力学驱动力反而有利于低供体含量（6 wt%）薄膜的性能表现。结果表明，6 wt%供体含量的器件性能普遍优于含50 wt%供体的器件。

    关键词： 空穴迁移率、低施主含量、光激发空穴转移、肖特基结、合成、光电流产生

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • AIP会议录 [AIP出版 国际先进材料会议论文集：ICAM 2019 - 印度喀拉拉邦（2019年6月12-14日）] 国际先进材料会议论文集：ICAM 2019 - 基于空间电荷限制电流法测量P3HT基光伏电池的空穴迁移率

    摘要： 载流子迁移率是表征任何半导体材料的关键参数之一，对有机半导体同样重要。与无机半导体相比，有机半导体的迁移率仍低得多，因此改进其迁移率的尝试具有重大意义。本文采用两种不同阳极缓冲层（PEDOT:PSS和MoO3）研究了体异质结有机光伏电池中正电荷载流子的传输特性。通过空间电荷限制电流法计算并比较了空穴迁移率值。以PEDOT:PSS和MoO3作为空穴传输层时测得的迁移率分别为1.043×10?? cm2 V?1 S?1和1.357×10?? cm2 V?1 S?1。结果表明，具有更高载流子迁移率的器件表现出更优性能。

    关键词： PEDOT:PSS、空穴迁移率、空间电荷限制电流、MoO3、光伏电池、P3HT

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 钙钛矿太阳能电池中极具前景的空穴传输材料：基于三苯胺衍生物分子中缺电子单元的调控

    摘要： 通过调控基于4-甲氧基-N-(4-甲氧基苯基)-N-苯基苯胺(MeTPA)的空穴传输材料(HTMs)中缺电子π桥单元，是提升钙钛矿太阳能电池(PSCs)用HTMs空穴迁移率的重要途径。本研究设计了一系列具有不同π桥缺电子单元的简单MeTPA基HTMs(H1-H4)，旨在为开发潜在MeTPA基HTMs提供理论模型。结果表明：与母体材料H1相比，H2至H4展现出更优性能——包括更大的斯托克斯位移、更小的激子结合能、更佳的稳定性、良好的溶解性以及更高的空穴迁移率。其中H2-H4材料具有较高空穴迁移率(分别为5.45×10??、2.70×10?1、3.99×10?3 cm2 V?1 s?1)，有望成为PSCs中性能优异的HTMs。因此，关于调控MeTPA基HTMs缺电子π桥单元所获得的有效信息，是开发PSCs用高性能HTMs的有效途径。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池、稠环、电荷转移、空穴迁移率、空穴传输材料

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 聚乙烯咔唑的后功能化：通向钙钛矿太阳能电池空穴传输材料的开放途径

    摘要： 我们报道了通过功能化调控聚(9-乙烯基咔唑)(PVK)性能，使其作为钙钛矿太阳能电池(PSCs)空穴传输材料(HTM)的应用潜力。合成的PVK基聚合物通过引入目标基团来改善溶解性、电荷传输性能或调节能级。研究发现双(4-甲氧基苯基)胺基团能提高空穴迁移率并提升PVK的最高占据分子轨道(HOMO)能级。因此，采用PVK-[N(PhOCH3)2]2作为空穴传输材料的PSCs实现了16.7%的最佳光电转换效率(PCE)。与spiro-OMeTAD相比，初步研究表明PVK-[N(PhOCH3)2]2可延长PSCs的使用寿命。

    关键词： 空穴迁移率，空穴传输材料，器件稳定性，钙钛矿太阳能电池，聚乙烯基咔唑

    更新于2025-09-11 14:15:04