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oe1(光电查) - 科学论文

60 条数据
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  • 类珊瑚状钙钛矿纳米结构用于增强钙钛矿太阳能电池的光捕获与加速电荷提取

    摘要: 通过使用二甲基甲酰胺/异丙醇(DMF/IPA)作为共溶剂进行简便的表面修饰,在致密钙钛矿基础层上生长出一种新型珊瑚状钙钛矿纳米结构层。扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析揭示了这种新形貌的生长机制,其由钙钛矿分解与重结晶、过量PbI?提取以及珊瑚状纳米结构钙钛矿层的依次形成构成。这种珊瑚状钙钛矿纳米结构产生了显著的光散射效应,提升了光捕获效率,从而增强了光电流密度。此外,钙钛矿太阳能电池的几何构型从平面结构转变为体异质结结构,由于所得钙钛矿层与空穴传输层界面处的高比表面积,加速了电荷分离与提取过程。优化后的钙钛矿太阳能电池展现出令人瞩目的19.47%光电转换效率(PCE),而原始电池仅为17.19%。

    关键词: 太阳能电池、体异质结、光捕获、珊瑚状纳米结构、表面改性、钙钛矿

    更新于2025-11-21 11:01:37

  • 氟功能化喹喔啉基窄带隙聚合物光伏性能的稳步提升

    摘要: 为探究氟代苯基侧链对喹喔啉(Qx)单元在窄带隙(NBG)光伏聚合物光电器件性能中的影响,本研究合成了两种新型NBG共聚物PBDTT-DTQx和PBDTT-DTmFQx并进行了表征。以2-乙基己基硫代噻吩取代的苯并二噻吩(BDTT)、2,3-二苯基喹喔啉(DQx)[或2,3-双(3-氟苯基)喹喔啉(DmFQx)]和2-乙基己基噻吩(T)分别作为电子给体(D)单元、电子受体(A)单元及π桥接基团。相较于未氟代的PBDTT-DTQx,氟代聚合物PBDTT-DTmFQx展现出更宽的紫外-可见吸收光谱和高空穴迁移率。在基于该聚合物/PC71BM的有机太阳能电池(PSCs)中,增强的短路电流(Jsc)和填充因子(FF)共同促成了优异的器件效率。在AM 1.5G(100 mW cm?2)光照下,PBDTT-DTmFQx/PC71BM器件实现了6.40%的最高光电转换效率(PCE),对应开路电压(Voc)0.87 V、短路电流12.0 mA cm?2及填充因子61.45%,而PBDTT-DTQx器件也获得了5.43%的PCE。这些优异结果表明,通过氟原子工程设计的PBDTT-DTmFQx有望成为有机光伏领域的候选材料。

    关键词: 喹喔啉、合成、聚合物太阳能电池、体异质结、窄带隙共轭聚合物

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 共轭聚合物/富勒烯体异质结微球中空穴传输能力的显著增强

    摘要: 体异质结(BHJ)策略要求通过双连续电荷传输层形成具有大面积给体-受体界面和高载流子迁移率的形貌。本文报道采用气相扩散法,由无规聚己基噻吩(rra-PHT)/苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)混合物制备出结构明确的体异质结微球。电化学氧化表明,与未形成微球形貌的rra-PHT/PCBM混合溶液铸膜相比,该BHJ微球因空穴传输性能增强而产生更多PHT阳离子物种。该微球的光电导率和电化学稳定性达到甚至超过无规P3HT不规则聚集体铸膜的水平。

    关键词: 聚噻吩,体异质结,微球,电化学,富勒烯

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 受益于共轭聚合物-量子点体异质结连接层的高效钙钛矿量子点太阳能电池

    摘要: 在这项工作中,我们报道了一种高效且普适的钙钛矿量子点(PQD)太阳能电池制备方法,可显著提升器件效率。通过在PQD基质溶液中溶解最佳用量的共轭聚合物,在PQD/空穴传输层(HTL)界面处构建聚合物-QD体异质结混合层,所得太阳能电池器件展现出显著增强的短路电流密度和光电转换效率。深入表征表明:向PQD薄膜中添加最佳共轭聚合物能有效减少针孔缺陷,从而实现更高效的界面电荷转移并降低载流子复合损失。更重要的是,研究发现共轭聚合物的最高占据分子轨道(HOMO)能级对优化PQD/HTL界面载流子传输具有关键作用。通过合理选择共轭聚合物,我们分别实现了基于CsPbI3和FAPbI3 PQD的太阳能电池最佳功率转换效率约14%和13.2%,处于目前所有报道PQD太阳能电池的领先水平。这些发现为精准调控有机-无机界面以改进光伏器件性能提供了重要见解。

    关键词: 界面改性、太阳能电池、钙钛矿量子点、体异质结、共轭聚合物

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 咔唑绿与蓝-BODIPY 二元体和三元体作为体异质结有机太阳能电池的给体材料

    摘要: 设计、合成了含一个(B2)和两个(B3)咔唑基团的两种BODIPY衍生物,并将其作为电子给体材料应用于有机光伏电池(OPV)。系统研究了其光学与电化学性质。这些BODIPY染料在有机溶剂中表现出优异溶解性,在溶液中的摩尔消光系数高达1.37–1.48×10? M?1 cm?1,单苯乙烯基团的最大吸收波长为586 nm,双苯乙烯基团为672 nm。苯乙烯基团的引入导致显著红移并大幅降低HOMO-LUMO能隙。循环伏安法测定显示这些BODIPY染料的HOMO能级相对较低(-4.99至-5.16 eV)。通过循环伏安法和理论计算证明,这些化合物的前线分子轨道能与PC71BM受体匹配,支持其作为溶液加工型小分子体异质结(BHJ)有机太阳能电池的给体材料。优化活性层后,基于B2:PC71BM和B3:PC71BM的有机太阳能电池分别实现了6.41%和7.47%的总光电转换效率。B3基OSC更高PCE归因于更平衡的电荷传输与激子解离,以及更优的结晶性和分子堆积。

    关键词: 体异质结、绿色和蓝色BODIPY、电化学、功率转换效率

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • P3HT预聚集过程对P3HT:C60-PCBM太阳能电池性能的影响

    摘要: 基于聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)与苯基-C61-丁酸甲酯(C60-PCBM)形成的体异质结是有机太阳能电池中广为人知的体系。由于此类太阳能电池的性能对活性层的加工条件极为敏感,我们重点研究了P3HT在陈化溶液中的预聚集过程——这可能是该电池体系报道效率值存在差异的原因之一。本研究系统考察了不同溶剂中P3HT:C60-PCBM混合溶液的陈化时间对光伏器件性能的影响。使用1,2-二氯苯溶解活性层制备的器件获得了最高效率值,且这些数值在溶液陈化120小时后仍保持稳定,表明溶液陈化过程不影响最终器件特性。而在氯仿和甲苯溶剂中,太阳能电池效率会随陈化过程下降。我们的加工方法有助于更好地理解P3HT:C60-PCBM层形貌与器件性能之间的关系。

    关键词: 光伏电池,体异质结,P3HT:C60-PCBM太阳能电池

    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

  • HTL和ETL厚度对PQT-12/PCDTBT:PC61BM/ZnO量子点太阳能电池性能的影响

    摘要: 本信中研究了基于浮动膜转移法(FTM)的聚(3,3'''-二烷基四噻吩)(PQT-12)空穴传输层(HTL)对聚[N-9'-十七烷基-2,7-咔唑-alt-5,5-(4',7'-二-2-噻吩基-2',1',3'-苯并噻二唑)]:[6,6]-苯基-C61丁酸甲酯(PCDTBT:PC61BM)体异质结(BHJ)太阳能电池性能的提升作用。该BHJ结构通过将PCDTBT:PC61BM夹在FTM涂覆的PQT-12 HTL与旋涂的ZnO量子点(QDs)电子传输层(ETL)之间形成。FTM沉积的PQT-12 HTL与PCDTBT:PC61BM混合聚合物活性层更好的相位匹配性,加之PQT-12的可见光吸收光谱,增强了该太阳能电池结构的能量收集能力。研究考察了约20至60纳米薄层PQT-12和约20至35纳米薄层ZnO薄膜的电池性能参数,包括开路电压(VOC)、短路电流密度(JSC)、填充因子(FF)和功率转换效率(PCE)。当PQT-12厚度约20纳米、ZnO QDs约35纳米时,测得VOC为0.672 V,JSC为10.42 mA/cm2,FF为38%,PCE为2.66%。

    关键词: PCDTBT、PQT-12、悬浮膜转移法(FTM)、太阳能电池、体异质结

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 基于并五苯的新型有机分子作为体异质结太阳能电池给体材料的DFT和TD-DFT研究

    摘要: 基于体异质结(BHJ)的有机电池性能近期有所提升,但仍需进一步改进。本研究采用密度泛函理论(DFT)和含时(TD)-DFT方法,系统考察了并五苯基有机分子(PbOMs)作为有机光伏BHJ器件潜在给体材料的结构与光电特性。结果表明:恶二唑更倾向于通过其氮原子与并五苯单体的碳原子结合,吸附能约为-32.86 kcal/mol,意味着恶二唑能有效吸附于并五苯边缘。带隙最小的PbOM其HOMO能级为-4.00 eV,比并五苯低约0.86 eV且更正值,从而为光伏器件提供理想开路电压。PbOM化合物带隙值约1.61至1.80 eV,可实现供体到受体的高效电荷转移。此外,给体PbOMs比并五苯具有更高稳定性。我们还研究了单分子及PbOM体系的反应活性与吸收特性。结果表明:作为给体材料的PbOM有望显著提升BHJ太阳能电池效率。

    关键词: TD-DFT(含时密度泛函理论)、并五苯、体异质结、给体材料

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过无添加剂顺序沉积法实现电子给体-受体复合材料双连续网络,用于高效聚合物太阳能电池

    摘要: 我们报道了高结晶性聚合物给体与可溶性富勒烯受体依次沉积的方法,可在双层聚合物太阳能电池中形成结构明确的互穿网络并提升光电转换效率。即使不使用溶剂添加剂,以聚[(5,6-二氟-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基)-交替-(3,3?-二(2-辛基十二烷基)-2,2’;5′,2’’;5″,2?-四噻吩-5,5?-二基)](PffBT4T-2OD)为电子给体、[6,6]-苯基C71丁酸甲酯(PC71BM)为电子受体的分层薄膜,也展现出与添加1,8-二碘辛烷(DIO)溶剂加工的PffBT4T-2OD:PC71BM本体异质结(BHJ)薄膜相似的双连续网络结构。透射电镜结果证实该双层PffBT4T-2OD/PC71BM薄膜具有类BHJ形貌。未添加DIO添加剂制备的双层太阳能电池实现了η≈7.65%的光电转换效率,甚至高于使用DIO添加剂制备的BHJ太阳能电池(η≈7.04%)。这些结果表明,高结晶性聚合物给体与电子受体小分子的组合能有效提升双层聚合物太阳能电池的性能。

    关键词: 体异质结、纳米形貌、顺序沉积、有机太阳能电池、双层结构

    更新于2025-09-23 15:21:01