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oe1(光电查) - 科学论文

30 条数据
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  • 具有高迁移率的二维Bi?O?Se用于高性能聚合物太阳能电池

    摘要： 载流子迁移率是聚合物太阳能电池（PSCs）功率转换效率（PCE）的关键因素，而低电荷载流子迁移率仍限制着PSCs的性能提升。在活性层中添加高迁移率材料是提高PSCs PCE的有效方法之一。二维（2D）Bi2O2Se因其超高迁移率和高热稳定性，可成为提升PSCs载流子迁移率的理想添加剂材料。本研究首次通过锂插层结合剪切力辅助液相剥离法制备了Bi2O2Se少层二维纳米片，并将其作为添加剂应用于PSCs以促进电荷传输。当这种二维Bi2O2Se纳米片引入活性层时，不仅能在给体与受体间形成新界面并提供高效电荷转移路径，还能诱导光敏层结晶并形成连续互穿网络，从而促进光敏层中的激子分离与电荷转移。结果表明：基于PBDB-T:ITIC的器件PCE从10.09%（0 wt%）提升至12.22%（2 wt%）；基于PM6:Y6的器件PCE也从二元器件的14.59%提高到优化三元器件（2 wt%）的16.28%。此外，优化后的三元器件通过抑制两相混合展现出优异的空气稳定性。本研究不仅提供了提升PSCs PCE的有效方法，也表明Bi2O2Se材料在光伏器件中具有良好的应用前景。

    关键词： 结晶度、电荷复合、聚合物太阳能电池、稳定性、载流子迁移率、二维Bi2O2Se薄片

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 有机太阳能电池中通过原位电化学聚合无掺杂共轭空穴传输修饰剂增强的内建电压

    摘要： 本文通过电化学循环伏安法原位合成了名为聚三苯基咔唑并苂（p-TPCF）的新型电聚合（EP）薄膜，并将其应用于调控有机太阳能电池（OSCs）中PEDOT:PSS空穴传输层（HTL）的功函数（WF）。研究采用开尔文探针力显微镜（KPFM）、光强依赖性电池表征、莫特-肖特基分析、瞬态光电压（TPV）和瞬态光电流（TPC）测量等多重技术揭示作用机制。得益于更深的功函数（WF）、更大的内建电压（Vbi）、降低的复合率及延长的载流子寿命，采用该EP薄膜的器件展现出优异性能，同时实现了开路电压（Voc）、短路电流密度（Jsc）和填充因子（FF）的协同提升。

    关键词： PEDOT:PSS、内建电压、功函数调控、有机太阳能电池、载流子寿命、电聚合薄膜、电荷复合

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 用于高效红外光吸收太阳能电池的高度稳定量子点墨水

    摘要： 液态配体交换为用小分子结合物种钝化量子点（QD）表面并制备适用于规?；孔拥闾裟艿绯兀≦DSC）生产的QD墨水提供了有效途径。本研究结合实验分析与理论模拟，揭示了QD表面特性引发的电荷载流子复合与收集的物理机制。采用碘化铵（AI）彻底取代PbS量子点表面的原生油酸配体，形成具有超过30天高稳定性的浓缩QD墨水。该墨水可通过单步沉积法直接制备厚膜QD固体薄膜，其性能优于传统PbX?（X=I或Br）后处理的QD墨水所制薄膜?；赑bS-AI QD墨水制备的红外光吸收QDSC器件展现出比传统PbS-PbX? QD墨水器件更优异的光伏性能，其提升源于量子点亚带隙陷阱引发的载流子复合减少。通过理论模拟建立了QDSC器件功能与QD表面特性的原子级关联。

    关键词： 量子点、电荷复合、太阳能电池、理论模拟、配体交换

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 菲并喹喔啉作为铜电解质染料敏化太阳能电池中高效稳定敏化剂的关键结构单元

    摘要： 基于Cu(II/I)联吡啶或邻菲罗啉配合物作为氧化还原媒介的染料敏化太阳能电池(DSSCs)已实现极高的开路电压(VOC>1V)，但其短路光电流密度(JSC)仍较低。提升JSC的关键在于扩展敏化剂的光谱响应至红光或近红外区域，同时保持介孔TiO2薄膜中的高效电子注入和Cu(I)配合物的快速再生。本研究报道了两种新型D-A-π-A型敏化剂HY63与HY64，分别采用苯并噻二唑(BT)或菲并喹喔啉(PFQ)作为辅助吸电子受体单元。尽管两者能级与吸收起始边极为相近，基于HY64的DSSCs性能显著优于HY63，实现了12.5%的卓越光电转换效率(PCE)并具有更优稳定性。界面载流子动力学研究表明，PFQ在抑制电荷复合方面优于BT，可实现光生载流子的近定量收集。

    关键词： 敏化剂、光捕获、染料敏化太阳能电池、铜氧化还原穿梭剂、电荷复合

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 三功能化TiO Cl4-2辅助层提升无空穴全无机钙钛矿太阳能电池效率

    摘要： 二氧化锡（SnO?）通常被认为是最先进钙钛矿太阳能电池（PSCs）中极具前景的电子传输层（ETL）。然而，SnO?表面普遍存在的氧空位相关缺陷以及SnO?导带与钙钛矿层之间较大的能级差，无疑会导致严重的载流子复合，从而造成电荷提取效率低下和不可忽视的开路电压（Voc）损失。本研究通过将SnO?层浸入TiCl?水溶液，制备了含氯的TiOxCl4-2x辅助层，在全无机铯铅三溴（CsPbBr?）PSCs中钝化SnO?表面的氧空位相关缺陷，并在ETL/钙钛矿界面建立中间能级。此外，TiOxCl4-2x层还改善了SnO?表面与钙钛矿前驱体的浸润性，从而形成高质量钙钛矿薄膜。最终，采用无空穴传输层的全无机CsPbBr? PSC结构（FTO/SnO?/TiOxCl4-2x/Cs0.91Rb0.09PbBr?/碳）实现了10.44%的冠军效率（Voc高达1.629 V），而对照器件仅为8.31%。此外，优化后的太阳能电池在80%空气湿度下表现出良好的稳定性。

    关键词： 电子传输层、稳定性、全无机钙钛矿太阳能电池、电荷复合、溴化铯铅

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 界面配置对有机光伏异质结中激发、激子解离和电荷复合的影响

    摘要： 给体-受体异质结界面的形貌显著影响有机太阳能电池中的电子/空穴过程，包括电荷转移（CT）、激子解离（ED）和电荷复合（CR）。本研究为探究界面分子构型效应，构建了面-面（face-on）、边-面（edge-on）和端-面（end-on）三种构型的给体-受体复合物作为p-SIDT(FBTTh2)2/C60异质结的模型体系?；谟呕鹘诜段Х掷氩问⒖悸枪烫寮вΦ拿芏确汉砺郏―FT）及含时DFT计算，系统研究了单体与三种构型复合物的几何结构、电子结构和激发特性。根据马库斯理论分析了ED和CR过程的速率常数。结果表明：p-SIDT(FBTTh2)2的大多数激发态呈现分子内CT特性，且三种不同构型复合物在激发特性（CT与局域激发）及能量上的相似性表明其电子结构和激发性质对界面分子构型不敏感；然而ED和CR过程速率对此却高度依赖。这些结果凸显了控制有机太阳能电池异质结界面分子构型进而调控形貌的重要性。

    关键词： 有机异质结界面、电荷转移、电子结构、电荷复合

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 解开钙钛矿太阳能电池分子空穴传输材料的结构-性能关系

    摘要： 阐明分子半导体电子性质背后的结构基础与微观机制，对提升钙钛矿太阳能电池性能的材料设计至关重要。本文通过两个双(4-甲氧基苯基)氨基端基修饰三种共轭准线性片段（9,9-二甲基-9H-芴、9,9-二甲基-2,7-二苯基-9H-芴和2,6-二苯基二噻吩[3,2-b:2',3'-d]噻吩），构建了结构简单的分子半导体Z1、Z2和Z3，其晶体分别属于单斜、三斜和单斜晶系。基于原子间量子理论和能量分解分析，计算了单晶中提取的多种密堆积二聚体的非共价相互作用模式与能量，并测算了这些二聚体的转移积分、重组能、质心距离及单晶能带结构，从而确定空穴传输的理论极限与微观传输图景。溶液成膜体系的联合X射线衍射与空间电荷限制电流测试表明，结晶度是决定薄膜空穴迁移率的主导因素。光电子能谱与光致发光测量显示，Z3与钙钛矿增强的界面相互作用可缓解空穴提取驱动力降低的不利影响。对比研究表明：具有适当HOMO能级排列与高薄膜迁移率的分子半导体Z3可用于高效钙钛矿太阳能电池，实现20.84%的优异光电转换效率，甚至高于Spiro-OMeTAD参比器件的20.42%。

    关键词： 电荷复合、钙钛矿太阳能电池、分子晶体、非共价相互作用、结晶度、电荷传输、有机半导体

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 固态p型染料敏化太阳能电池的机理研究

    摘要： p型染料敏化太阳能电池（p-DSCs）的研究具有吸引力但充满挑战。尽管该类器件已研究20年，其光转换效率仍远落后于n-DSCs。最近基于核壳结构制备的新型固态p-DSC（p-ssDSCs）显示出开路电压和染料再生速率的显著提升。为进一步提高此类器件性能，需理解电荷扩散、复合过程及主要限制因素。本文采用原子层沉积法制备了以ZnO为电子导体的核壳p-ssDSCs，测得电荷传输时间约0.1毫秒——比典型I-/I3-氧化还原介质的液态器件快约两个数量级。因此该器件展现出p-DSCs中报道的最高表观电荷扩散系数（Dapp）。双极扩散模型分析表明这是由电子扩散限制过程所致，揭示出与液态p-DSCs不同的电荷传输决定机制。其电荷复合速率比电荷传输时间慢1-2个数量级，使得估算的电荷收集效率接近100%。入射光子-电子转换效率的详细分析表明，当前这些p-ssDSCs的能量转换效率主要受限于器件中大量未完全电连接的染料分子。

    关键词： 固态、电荷复合、p型染料敏化太阳能电池、染料利用分数、电荷传输

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过液晶客体给体实现三元有机太阳能电池中的中介非复合重组

    摘要： 通过三元共混方法可提升有机太阳能电池（OSC）中光子吸收密度并增强光电流。与已报道的高效三元OSC不同，这些新兴器件中的电荷复合特性及载流子损失机制尚不明确。本研究将小分子给体BTR作为客体组分引入PCE-10:PC71BM二元体系后发现：由于双分子复合减弱，三元器件相比二元体系的光生载流子复合损失得以降低。BTR的引入改变了电荷提取与复合过程的平衡关系，使平衡向电荷提取方向偏移，从而提升了三元器件的填充因子。经此优化，三元太阳能电池的功率转换效率从8.8%（PCE-10:PC71BM）提升至10.88%。研究还发现三元电池的电压损失略有降低，这与电荷转移态能量升高相关。第三客体给体带来的这些优势，对改善有机三元太阳能电池中决定光伏效率的关键光物理过程具有重要意义。

    关键词： 电荷转移态、小分子给体、电压损失、三元太阳能电池、电荷复合

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 活性层厚度对PTB7:PC70BM体异质结太阳能电池光伏性能的影响

    摘要： 本文研究了活性层厚度对倒置体异质结（BHJ）有机太阳能电池（OSC）光伏性能的影响。通过电容-电压（C-V）、暗电流-电压（I-V）和阻抗谱（IS）分析阐释了活性层厚度与光伏性能的关联?；钚圆愫穸任?50 nm的OSC实现了5.87%的最佳功率转换效率（PCE），而200 nm活性层厚度的OSC效率最差。填充因子（FF）下降是活性层过厚导致PCE降低的主因。暗I-V分析显示200 nm活性层厚度的OSC存在较高缺陷密度，这加剧了电荷复合与漏电流，从而降低FF。IS分析表明200 nm活性层厚度的OSC面临严重的电荷传输限制，这源于电场减弱及无场区的形成。该现象主要通过降低电荷收集效率导致FF急剧下降，最终恶化光伏性能。

    关键词： 电荷复合、体异质结太阳能电池、理想因子、光伏性能、电荷传输电阻、漏电流

    更新于2025-09-16 10:30:52