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oe1(光电查) - 科学论文

14 条数据
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  • 在无富勒烯有机光伏器件中实现低电压损耗与高光电流

    摘要： 尽管近期取得了显著进展，提高有机光伏器件（OPVs）的功率转换效率仍是亟待攻克的挑战。实现这一目标的前提条件之一，是在保证高效电荷分离的同时实现低电压损失。本研究报道了一种简便的合成策略：通过将缺电子核基团融合结构引入非富勒烯受体，实现对光电性质的精准调控。两种器件均展现出0.57V的低电压损失和22.0 mA cm?2的高短路电流密度，从而获得超过13.4%的高功率转换效率。这些具有近红外吸收特性的非常规缺电子核基非富勒烯受体，使所得有机光伏器件的非辐射复合损失降至最低，最终认证功率转换效率达到12.6%。

    关键词： 非富勒烯受体、功率转换效率、电压损失、电荷分离、有机光伏技术

    更新于2025-11-14 15:18:02

  • 二芳基乙炔基氮杂二吡咯甲烯锌(II)同配位配合物作为有机光伏非富勒烯受体的结构-性能研究：芳基的影响

    摘要： 基于氮杂二吡咯甲烯的锌(II)配合物因其制备简便、结构可调及高电子亲和力，被证实是极具前景的电子应用分子有机半导体材料。首个成功案例是在吡咯位引入苯乙炔基团，该修饰使双四苯基氮杂二吡咯甲烯锌(II)的吸收光谱红移，并改善了其与聚(3-己基噻吩)(P3HT)共混物的形貌。我们近期发现，用更大的1-萘基取代吡咯位的苯基[Zn(L2)2]可提高结晶度并优化有机光伏(OPV)性能。本研究进一步探索两种芳基（不同锚定位点的2-萘基[Zn(L3)2]和更大体积的9-菲基[Zn(L4)2]）以阐明吡咯位芳基与电子特性的关联：较大芳基略微提升吸光性并红移吸收光谱，在晶体中形成以T型π-π堆积为主（涉及单体吡咯位芳基）的不同堆积模式。该系列中1-萘基展现出最高结晶度。当与P3HT共混时，Zn(L3)2和Zn(L4)2的OPV功率转换效率(PCE)分别为3.7%和3.4%，均低于Zn(L2)2的5.5%（因陷阱辅助复合加剧及形貌欠佳）。这些配合物的载流子迁移率也较低，进一步限制了性能。单点能计算表明低重叠积分是迁移率低的原因。因此，芳基锚定位点与尺寸对这些体系的性能影响显著，但未明显增强分子间相互作用。

    关键词： 偶氮二吡咯甲烯、锌(II)配合物、非富勒烯受体、结构-性能研究、有机光伏技术

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 用于高效低能耗有机光伏的非对称电子受体

    摘要： 在有机光伏器件（OPVs）中，实现高功率转换效率（PCE）的前提条件是在小驱动力下保持低能量损耗和高效的电荷分离。本研究通过引入非对称端基，提出了一种新型非富勒烯受体（NFA）分子设计策略以同步解决上述两个问题?；谥行某砘泛耍―）与知名NFA分子Y6相同的主链结构，我们分别在两端连接卤代茚二酮（A1）和3-二氰亚甲基-1-茚酮（A2）两种共轭端基，构建了BTP-S1和BTP-S2两种非对称NFA分子。当与聚合物给体PM6共混时，这类A1-D-A2结构的非对称NFA展现出优异的光伏性能。能量损耗分析表明：终端含六个氯原子的非对称分子BTP-S2使器件获得2.3×10?2%的卓越电致发光量子效率（较对称Y6器件4.4×10?3%提升一个数量级），显著降低了器件的非辐射损耗与能量损失。同时，多卤素端基的非对称BTP-S1和BTP-S2能加速空穴向给体PM6的转移?；赑M6:BTP-S2共混的OPV器件实现了16.37%的PCE（高于PM6:Y6器件的15.79%）。进一步优化三元共混体系（PM6:Y6:BTP-S2）后获得17.43%的最佳PCE，该效率跻身单结OPV最高水平之列。本研究通过分子设计策略为同步降低OPV能量损耗并促进电荷分离提供了有效途径。

    关键词： 非对称受体、分子设计策略、非富勒烯受体、电荷分离、有机光伏技术

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 采用HSolar作为互连层的高性能串联有机太阳能电池

    摘要： 串联结构为实现高效有机光伏电池提供了一种实用方法，可扩展光捕获的波长覆盖范围。子电池间的互联层（ICL）对串联太阳能电池的可重复性和性能至关重要，但ICL的加工性一直是个挑战。本工作报道了采用市售材料PEDOT:PSS HTL Solar（HSolar）作为ICL空穴传输材料，制备出高度可重复且高效的串联太阳能电池。与传统PEDOT:PSS Al 4083（c-PEDOT）相比，HSolar在底层非富勒烯光活性层上具有更好的润湿性，从而提升了ICL的电荷提取性能。当使用FTAZ:IT-M和PTB7-Th:IEICO-4F作为子电池时，该串联太阳能电池实现了14.7%的功率转换效率（PCE）。为验证这些串联太阳能电池的加工性，另外三个研究团队采用相同配方成功制备了串联器件，获得的最高PCE为16.1%。随着给体聚合物的进一步开发和器件优化，设备模拟结果表明，未来不久串联电池可实现>22%的PCE。

    关键词： 互连层、串联太阳能电池、有机光伏技术

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 原位测量有机光伏器件中膜厚依赖的光吸收光谱

    摘要： 有机给体-受体体异质结因其溶液可加工性、机械柔韧性和低成本，在太阳能电池应用中备受关注。此类薄膜的光伏性能强烈依赖于各组分的垂直相分离。尽管非原位方法测量的膜深依赖性光吸收光谱已被用于研究有机半导体薄膜的膜深分布，但原位测量仍存在技术瓶颈。本研究提出一种结合自主研制的原位测量仪器的解决方案，该仪器集成了电容耦合等离子体发生器、光源和光谱仪。这种原位测量方法及仪器易于获取且便于在有机电子学实验室配备，可便捷地研究膜深依赖的光学与电学特性。

    关键词： 光吸收、体异质结、光谱学、有机太阳能电池、深度剖析、有机光伏技术

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 全聚合物体异质结太阳能电池中光物理过程的量化研究

    摘要： 瞬态光学与电光实验的联合数据揭示了全聚合物太阳能电池中决定效率的关键过程，并能精确量化其产率。以本文测试体系为例，通过将实验测得的电流-电压特性与采用光谱学测定的动力学参数进行漂移-扩散模拟所得结果相比较，证实场致电荷分离是限制填充因子进而影响器件性能的因素。

    关键词： 全聚合物太阳能电池、体异质结、非富勒烯受体、瞬态吸收、有机光伏技术

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 多结有机太阳能电池中的光子吸收层和互联层

    摘要： 有机光伏器件因其低成本、轻质和柔性的特性，长期以来被视为煤炭能源技术的重要替代方案。然而，此类电池的功率转换效率受限于热化损耗和传输损耗，通过串联结构堆叠多个电池可克服这一限制。该方法能利用更宽范围的太阳光谱，有助于实现单电池效率的理论极限（约30%）。但此类串联有机太阳能电池的性能主要取决于多个因素，包括吸收层、子电池及互联层材料的合理设计。本综述报道了基于不同富勒烯、非富勒烯和小分子受体的活性层最新研究进展，并简要讨论了无机-有机杂化串联电池领域的近期成果。本综述目的多元：旨在为读者提供串联有机太阳能电池过去研究、当前进展、最新动态及待解问题的全面概述。

    关键词： 功率转换效率，串联太阳能电池，吸收材料，互连层，有机光伏技术

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 与柔性倒置有机光伏?？橹蠵EDOT:PSS空穴传输层及背电极相关的热降解

    摘要： 空穴传输层（HTL）和背电极对柔性有机光伏（OPV）?？榈奈榷ㄐ跃哂兄匾跋?。特别是广泛使用的空穴传输材料聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS），已知其与OPV领域中的诸多降解因素相关。本研究通过采用倒置结构（氧化铟锡/氧化锌/光活性层/PEDOT:PSS/银）的柔性OPV?？榻腥燃铀俨馐?，重点分析了PEDOT:PSS层对热稳定性的影响。结果表明，OPV器件的热降解与温度相关——当温度从65°C升至85°C时，开路电压（Voc）显著下降导致器件性能明显退化。此外，更厚的PEDOT:PSS层及添加极性溶剂DMSO能增强Voc稳定性，说明热降解可能与PEDOT:PSS层特性相关?；钚圆愕南晕⑼枷裣允荆砻嫠鹕嗽从谟∷⒁缂牟辛羧芗?，从而造成短路电流密度（Jsc）的热致下降。本文提供了更详细的描述，这些结果有望全面揭示OPV模块的热降解机制。

    关键词： 柔性有机光伏模块、PEDOT:PSS、空穴传输层、有机光伏技术、热降解

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过体异质结n型掺杂实现17.1%效率的单结有机太阳能电池

    摘要： 分子掺杂常用于调控有机半导体的（光）电学性能。然而尽管应用灵活，其在有机光伏器件（OPVs）中的使用仍局限于p型掺杂剂。为调控OPVs体异质结（BHJ）内的电荷传输，本研究将n型掺杂剂苄基紫精（BV）引入由给体聚合物PM6与小分子受体IT-4F构成的BHJ体系。当添加0.004 wt% BV时，电池功率转换效率（PCE）从13.2%提升至14.4%。通过对光活性材料及器件的分析发现，BV同时发挥着n型掺杂剂与BHJ微结构调节剂的双重作用。在最佳BV浓度下，这些协同效应使空穴与电子迁移率达到平衡，提高了吸收系数及BHJ内的载流子密度，同时显著延长了器件储存寿命。该n型掺杂策略应用于另外五种BHJ体系均获得类似显著的性能提升。特别值得注意的是，基于三元共混物PM6:Y6:PC71BM:BV(0.004 wt%)的OPVs实现了17.1%的最高PCE。n型掺杂策略的有效性凸显了电子传输问题是NFA基OPVs的关键挑战。

    关键词： 非富勒烯受体、分子掺杂、添加剂、有机光伏技术

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于含环戊并噻吩单元稠环骨架的非富勒烯受体实现效率超过14%的有机太阳能电池

    摘要： 环戊二噻吩（CPT）单元是构建高性能有机半导体材料的经典结构基元。本研究设计合成了以CPT稠环为中心骨架的新型受体材料BCPT-4F。与不含稠环的CPT类受体相比，BCPT-4F在近红外区表现出红移吸收特性。基于PBDB-T:BCPT-4F的器件实现了12.43%的优异光电转换效率（PCE），其短路电流密度高达22.96 mA cm?2。进一步地，在该二元器件基础上引入F-Br作为第三组分的三元器件获得了14.23%的高效率，这是目前基于CPT类光伏材料器件的最高效率记录。

    关键词： 功率转换效率、非富勒烯受体、三元器件、环戊二噻吩、有机光伏技术

    更新于2025-09-19 17:13:59