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oe1(光电查) - 科学论文

39 条数据
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  • 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

  • 采用铜电极的高性价比半透明硫化铅量子点太阳能电池

    摘要： PbS量子点（QDs）因其带隙可调、空气稳定性好及低成本溶液加工特性，已成为第三代光伏器件中极具前景的溶液基材料。尽管金（Au）成本高昂，但由于其与PbS量子点价带能级完美匹配，仍是传统PbS QDs光伏结构中的标准电极。然而为满足可扩展器件制备的制造要求，迫切需要开发替代性的低成本电极。本研究采用界面工程策略，在1,2-乙二硫醇（EDT）钝化的PbS QDs表面沉积聚（3-己基噻吩-2,5-二基）（P3HT）作为空穴传输层，从而实现量子点价带与廉价铜（Cu）电极功函数的匹配。事实上，这是首个采用传统器件结构且无金电极的PbS QDs光伏系统报道。基于铜的器件实现了8.7%的最大功率转换效率（PCE），与金基器件（10.2%）相当。值得注意的是，P3HT基器件展现出更优的稳定性——在连续光照230小时后仅出现约10%的PCE衰减。此外，通过使用超薄铜电极制备的半透明PbS QDs光伏器件，兼具26%的高平均可见光透过率（AVT）和7.4%的PCE。

    关键词： 半透明，太阳能电池，铜，经济实惠，P3HT，硫化铅量子点

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 不同位置引入氧原子对非富勒烯受体与聚(3-己基噻吩)有机太阳能电池性能的影响

    摘要： 随着有机太阳能电池（OSC）大面积制备技术的发展，聚（3-己基噻吩）（P3HT）因其可低成本实现千克级简易合成，成为最理想的光伏给体聚合物。然而能与P3HT匹配实现高性能OSC的非富勒烯受体（NFA）却极为稀缺。本研究通过在茚并[1,2-b:5,6-b']二噻吩（IDT）的侧链或稠环核中引入氧原子，合成了两种新型A2-A1-D-A1-A2型NFA——分别以苯并三唑（BTA）和2-(1,1-二氰亚甲基)罗丹宁（RCN）作为桥接A1单元和末端A2单元。最终产物BTA43与BTA53相比无氧类似物BTA3展现出更宽的吸收光谱及增强的分子间/内相互作用?；赑3HT:BTA43和P3HT:BTA53的光伏器件分别实现了6.56%和6.31%的高光电转换效率（PCE），显著优于BTA3器件（5.64%）。本研究为设计能与经典光伏聚合物P3HT匹配的优质NFA提供了简便有效的策略。

    关键词： 分子工程、光伏、非富勒烯受体、有机太阳能电池、P3HT

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • P3HT:PC70BM薄膜的参数联合优化以实现高效体异质结太阳能电池

    摘要： 本报告研究了光活性混合物组成、薄膜厚度及退火条件对P3HT:PC70BM太阳能电池性能与重现性的影响。通过检测器件的吸收光谱、电流-电压特性及外量子效率(EQE)来描述所制备器件的性能。在保持旋涂转速不变的情况下，活性层厚度分别达到190纳米、125纳米和90纳米。当厚度从90纳米增至125纳米时，短路电流密度(Jsc)从6.39 mA/cm2小幅提升至7.15 mA/cm2；但当薄膜厚度进一步增至190纳米时，Jsc降至4.39 mA/cm2。为优化器件性能，在最佳薄膜厚度约125纳米条件下研究了四种不同PC70BM配比(1:0.6、1:0.8、1:1和1:1.2)。通过X射线衍射(XRD)和拉曼测试揭示了不同PC70BM配比对光伏性能的影响及其结构特性变化。此外，退火条件使P3HT:PCBM薄膜实现了良好的相分离，从而促进高效电荷分离与传输，最终将效率提升至PCE约3.31%。这些发现为P3HT:PC70BM体系中PC70BM用量选择提供了重要依据，该高效器件优化方法通过优异的重现性或可提升其他光伏体系的性能。

    关键词： P3HT:PC70BM，组分，膜厚，太阳能电池，光活性层

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 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

  • 石墨烯量子点在倒置体异质结有机光伏器件活性层中的双重作用

    摘要： 石墨烯量子点（GQDs）因其独特的量子限域效应和边缘效应，在光伏器件领域展现出广阔的应用前景。本文采用我们前期报道的光芬顿反应法制备GQDs，该方法具有显著的规?；票赣攀?。通过原子力显微镜图像，我们展示了以不同含量GQDs作为活性层的倒置混合太阳能电池（基于聚(3-己基噻吩)（P3HT）:(6,6)-苯基-C61丁酸甲酯（PCBM）:GQDs和P3HT:GQDs）的光电性能及其形貌结构，并系统研究了GQDs在三元（P3HT:PCBM:GQDs）和二元（P3HT:GQDs）混合太阳能电池中所起的不同作用。结果表明，GQDs为提升混合太阳能电池性能提供了高效的激子分离界面和电荷传输通道。对GQDs在混合太阳能电池中作用的初步探索与阐释，将有助于未来理解界面过程并提升器件性能。

    关键词： 光伏器件、混合太阳能电池、PCBM、光芬顿反应、P3HT、石墨烯量子点

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 单壁碳纳米管诱导激子解离增强对混合有机光伏器件的影响

    摘要： 采用火炬-等离子体法生长的单壁碳纳米管（SWCNTs）与区域规整聚（3-己基噻吩）（P3HT）及富勒烯衍生物1-(3-甲氧基羰基)丙基-1-苯基[6,6]C61（PCBM）复合，构建了用于体异质结太阳能电池的混合光活性层。研究表明，当采用2000 eV Cs+离子源进行溅射时，通过飞行时间二次离子质谱技术可准确获取该混合有机光活性太阳能电池层中的分子信息。实验数据显示，相较于未添加SWCNTs的原始器件，所制备器件的光伏性能在短路电流密度（Jsc）和填充因子（FF）方面均有提升。最佳性能出现在0.5 wt.% SWCNTs负载量时，此时开路电压（VOC）达660 mV，短路电流密度为9.95 mA cm?2，填充因子54%，在标准测试条件（AM1.5 g）下实现3.54%的功率转换效率。针对该最优0.5 wt.% SWCNTs浓度体系，为深入理解P3HT:PCBM:SWCNT界面电荷转移机制，通过光强相关的短路电流密度测量发现其对数-对数坐标下呈线性关系，表明载流子损失主要受单分子复合过程支配。研究证实，该混合器件兼具富勒烯的电子接受特性与SWCNTs的快速电子传输优势，显著提升了激子解离效率。同时考察了SWCNTs对光活性复合材料费米能级与功函数的影响及其对光伏性能的作用机制。

    关键词： 单壁碳纳米管、体异质结、PCBM、混合有机光伏器件、光伏性能、P3HT、激子解离

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第26届有源矩阵平板显示与器件国际研讨会（AM-FPD） - 日本京都（2019年7月2日-7月5日）] 2019年第26届有源矩阵平板显示与器件国际研讨会（AM-FPD） - 器件结构对基于聚(3-己基噻吩)和富勒烯衍生物的体异质结有机光电探测器窄带光探测的影响

    摘要： 研究了基于聚(3-己基噻吩)(P3HT)和[6,6]-苯基C61-丁酸甲酯(PCBM)共混物、具有不同活性层膜厚的有机光电探测器特性。观察到随着膜厚增加，不同膜厚器件中入射光子-电流转换效率(IPCE)光谱的峰值波长出现红移。对于厚膜器件，在接近活性层能隙的光子能量光照下，由于红光吸收系数较小，激子几乎均匀形成。常规2μm厚膜器件表现出窄带光探测特性，具有红光灵敏度，其半高宽(FWHM)约50nm的相对窄光谱响应。而2μm厚膜倒置器件则呈现宽带光探测特性。对于体异质结器件，实现窄带光探测的重要因素之一是通过器件结构（包括聚合物链内传输）控制电极处的载流子收集效率。

    关键词： PCBM、体异质结、有机光电探测器、窄带光探测、P3HT

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 分子和链间有序性在有机太阳能电池中δ型空穴传输层形成中的作用

    摘要： 界面工程，尤其是有机半导体与金属接触界面欧姆接触的实现，是获得高效有机电子设备的关键前提之一。本研究通过关联聚合物/富勒烯共混物的界面结构与工作有机太阳能电池的电荷提取/注入特性，发现采用不同规整度P3HT制备的模型体系P3HT:PCBM会改变共混物链间有序度和分子堆积方式，从而导致器件性能差异。电吸收光谱研究表明，随着P3HT规整度提高，器件内建电势显著降低（约1V），该现象也得到高规整度聚合物共混物功函数光电子能谱测量结果的支持。这些结果证实了在聚合物/MoO3/Ag电极界面存在作为δ空穴传输层的强偶极层。单极空穴器件测试显示高规整度P3HT器件的空穴电流增强，表明δ空穴传输层提升了器件内部的空穴注入/提取效率。显微结构分析通过近边X射线吸收精细结构光谱探测发现，高规整度P3HT制备的共混物中P3HT链呈现高度边缘取向排列，这种界面处的链取向导致表面覆盖定向烷基侧链层，从而促进聚合物/MoO3界面偶极层的形成。δ空穴传输层带来的电荷提取效率提升，最终使高规整度P3HT器件获得更高的短路电流和填充因子（尽管开路电压略有下降），从而提高器件效率。这些发现强调了功函数调控对改善器件性能的重要性，并为基于聚合物本征特性（如规整度）调制的界面优化研究开辟了新途径。

    关键词： 有机太阳能电池、界面工程、分子有序排列、区域规整性、界面偶极、链间有序排列、P3HT

    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?。↖EF）、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，分子间电场（IEF），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