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小分子可能是提高有機太陽能電池效率的關鍵
了解粒子是如何穿過器件的,對於提高太陽能電池的效率至關重要。來自阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的研究人員與一個國際科學家團隊合作,制定了一套提高分子材料性能的設計指南。當一束光或光子被半導體吸收後,會產生一對稱為激子的粒子。電子是這對粒子的一部分;另一部分是帶正電的等價物,稱為空穴。
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未來的太陽能電池:提高有機太陽能電池效率的系統
FAU的年輕研究員Andrej Classen在其博士論文期間證明,使用發光受體分子可以提高效率。他的工作現已發表在《自然能源》雜誌上。 在歐洲緯度晴朗的晴天,太陽可以提供每平方米約1000瓦的輻射能。常規的單晶矽太陽能電池最多可將這種能量的五分之一轉換為電能,這意味著它們的效率約為20%。
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嵌入氧化鋅光學間隔 小分子有機太陽能電池增效50%
據物理學家組織網近日報導,美國加州大學聖巴巴拉分校的研究人員證明,僅僅通過在一種小分子有機太陽能電池的活性層和電極之間,調諧活性層的厚度並嵌入一個光學間隔,便可使其效率獲得50%的增長,從6.02%提高至8.94%。
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控制電子自旋可提高有機太陽能電池的效率
據美國每日科學網站近日報導,英美科學家攜手進行的研究發現,讓有機太陽能電池內的電子採用特定的方式「自旋」,有望大幅提高有機太陽能電池的光電轉化效率,該最新技術還可用於研製性能更高的有機發光二極體。
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中國科學報:有機太陽能電池光電轉化效率世界之「最」誕生記
2018年8月,由南開大學化學學院教授陳永勝領銜的團隊在有機太陽能電池領域研究中獲突破性進展。他們設計和製備的具有高效、寬光譜吸收特性的疊層有機太陽能電池材料和器件,實現了17.3%的光電轉化效率,刷新了文獻報導的有機/高分子太陽能電池光電轉化效率的世界最高紀錄。這一最新成果讓有機太陽能電池距離產業化更近一步。相關研究論文在線發表於《科學》。
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有機太陽能電池:綠色能源未來的新選擇
也正因為如此,陳永勝教授和他的團隊將自己的科研使命濃縮為一句話——「向太陽要能源」!1.有機太陽能電池有望商業化應用在人類利用太陽能的各項技術中,太陽能電池,即利用「光生伏打效應」將光能直接轉換成電能的器件,是當前已獲得廣泛應用,同時也是最具發展前景的技術之一。
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【前沿技術】用發光受體分子提高非富勒烯有機太陽能電池效率
獲取更多信息,請關注我們 德國埃爾朗根-紐倫堡大學的研究人員分析了能級偏移對非富勒烯有機太陽能電池效率的影響,指出提高效率的關鍵是研發可發光的受體分子。有機太陽能電池具有一定柔性,能大面積印刷,可為載具、建築分布式供電,功率轉換效率已達到16%,但與無機太陽能電池仍有一定差距。這種電池利用供體-受體界面的能級偏移產生載流子,很小的能級偏移就能增加開路電壓,但相關原理仍不清楚。研究人員以非富勒烯為受體,苯並二噻吩與喹喔啉衍生物為供體,構建了4種不同能級偏移(0~300 meV)的有機太陽能電池。
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有機太陽能電池效率暴增32%(圖) - 光伏電池轉換效率
如果用鎵磷共摻,通過磷補償,可以有效解決光衰減,電池的效率也會得到很好保持,有利於太陽能電池效率的提高和成本降低。」浙江大學矽材料國家重點實驗室楊德仁出席第十二屆中國(無錫)國際新能源大會暨展覽會並做發言。專題直播:第十二...
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領跑有機太陽能電池領域
十幾年來,南開大學化學學院教授陳永勝團隊始終致力於碳納米材料、有機功能材料及其在能源轉化與存儲等方面的研究。他們開發的有機太陽能電池器件光電轉化效率多次刷新世界紀錄。經過10多年的不懈努力,他們終於發展出了具有鮮明特色的寡聚小分子有機太陽能材料體系,設計合成了具有確定分子結構和精確分子量的一系列高效有機光伏寡聚物材料,開創了新型高效可溶液加工的光伏活性層材料體系。對陳永勝來說,每一次突破都意味著一個新目標的開始。他從未停止過思考:有機太陽能電池到底能達到多高的效率?是否可以媲美矽基太陽能電池?
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中科院在有機太陽能電池研究方面取得進展
近日,中國科學院國家納米科學中心納米系統與多級次製造重點實驗室研究員魏志祥、呂琨、博士鄧丹和西安交通大學教授馬偉等合作,設計併合成的可溶性有機小分子光伏材料,通過活性層形貌優化,獲得了11.3%的光電轉換效率,這是目前文獻報導的可溶性有機小分子太陽能電池的最高效率,也是有機太陽能電池的最高效率之一。
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南開大學陳永勝教授:有機太陽能電池,綠色能源未來的新選擇
陳永勝教授團隊製備的柔性有機太陽能電池器件。劉茜攝/光明圖片2.突破瓶頸:努力提高光電轉化效率 制約有機太陽能電池發展的瓶頸在於光電轉化效率偏低。提高光電轉化效率是有機太陽能電池研究的首要目標,也是其實現產業化的關鍵。因此,製備出高效率、低成本以及重現性良好的可溶液加工活性材料,則是提高光電轉化效率的基礎。 陳永勝介紹,早期的有機太陽能電池的研究主要集中在聚合物的給體材料的設計合成,活性層是基於富勒烯衍生物受體的本體異質結構。
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全小分子有機太陽能電池研究取得進展
圖片來源:網際網路有機太陽能電池作為新一代太陽能電池技術近年來受到廣泛關注。相比較於傳統的矽基太陽能電池,有機太陽能電池具有成本低、柔性、可大面積印刷製備等優點。目前製備高效有機太陽能電池的主流策略是使用聚合物給體和非富勒烯受體材料構建活性層。但聚合物材料在製備過程中通常存在分子量和分散度難以精確控制、難提純、材料的批次穩定性差等問題,相應製備的有機太陽能電池效率的重複性降低,不利於大規模商業化應用。
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「前沿技術」用發光受體分子提高非富勒烯有機太陽能電池效率
---------- 獲取更多信息,請關注我們----------德國埃爾朗根-紐倫堡大學的研究人員分析了能級偏移對非富勒烯有機太陽能電池效率的影響,指出提高效率的關鍵是研發可發光的受體分子。有機太陽能電池具有一定柔性,能大面積印刷,可為載具、建築分布式供電,功率轉換效率已達到16%,但與無機太陽能電池仍有一定差距。這種電池利用供體-受體界面的能級偏移產生載流子,很小的能級偏移就能增加開路電壓,但相關原理仍不清楚。研究人員以非富勒烯為受體,苯並二噻吩與喹喔啉衍生物為供體,構建了4種不同能級偏移(0~300 meV)的有機太陽能電池。
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葛子義:有機太陽能電池技術的領跑者
葛子義說,對於有機太陽能電池而言,界面修飾層對器件性能起著極為重要的作用,它不僅可以優化活性層吸收和調節其光場分布,而且還能調節電極的電荷收集勢壘,實現光生載流子的有效傳輸,是提高有機太陽能電池效率和穩定性的關鍵核心技術。「目前廣泛使用的傳統金屬或化合物界面材料,空氣穩定性差,且需通過蒸鍍、濺射方法成膜,能耗高,不利於有機太陽能電池的低成本大面積製備。」
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提升有機太陽能電池的轉換效率的新方法
大多數太陽能電池都是由矽等無機材料製成的,有機材料太陽能電池具有輕巧、靈活、製造成本低的特點,甚至可以採用印刷製造的方式,因此無機材料太陽能電池受到了科學家們的廣泛關注,儘管目前也取得了一些進展,但要真正完全替代矽太陽能電池,還有一些問題需要解決,首先就是提高電能轉換效率,實現這一目標的關鍵是選擇正確的材料組合
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Small Methods: 有機太陽能電池中的光耦合綜述
近幾十年來,光伏電池作為可持續的清潔能源得到快速發展。按照使用材料可以分為矽,銅銦鎵錫,鈣鈦礦,有機等類型的太陽能電池。
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新型受體製備低電壓損耗高效三元有機太陽能電池
在過去的十年裡,本體異質結(BHJ)有機太陽能電池(OSCs)取得了快速的發展。單結器件的光電轉換效率(PCE)超過16%,疊層器件的光電轉換效率(PCE)超過17%。在三元器件中,選擇三個具有互補吸收和適當能級的活性層組分對於獲得良好的器件性能至關重要。 此外,光生載流子的能量損耗也是決定光伏性能的重要因素。 為了降低三元器件的損耗,應適當調整吸光活性材料的LUMO和HOMO水平。
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一種新方法可大幅提高太陽能電池效率
實習生 郭子朔據美國科學促進會科技新聞共享平臺7月25日報導,一個集合法國、俄羅斯和哈薩克斯坦材料科學家的國際團隊發現一種方法,使有機太陽能電池的效率得以大幅提高。這項發表在《材料化學學報A》上的最新研究表明,有機分子的有序結構可被應用於生產太陽能。
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新太陽能技術將效率提升至50%
如果用鎵磷共摻,通過磷補償,可以有效解決光衰減,電池的效率也會得到很好保持,有利於太陽能電池效率的提高和成本降低。」浙江大學矽材料國家重點實驗室楊德仁出席第十二屆中國(無錫)國際新能源大會暨展覽會並做發言。專題直播:第十二...
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我國有機太陽能電池刷新光電轉化效率世界紀錄
近日,南開大學和國家納米科學中心的科研人員聯合製備出光電轉化效率達17.3%的有機太陽能電池,刷新了該領域的世界最高紀錄。 研究人員利用半經驗模型,從理論上預測了有機太陽能電池實際可以達到的最高效率和理想活性層材料的參數要求,再採用適合的活性層材料和成本低廉與工業化生產兼容的溶液加工方法,製備得到了兩端疊層有機太陽能電池,實現了17.3%的光電轉化效率。該成果刷新了目前文獻報導的有機/高分子太陽能電池光電轉化效率的世界最高紀錄,且穩定性優異,在經過166天連續測試後,性能損失僅為4%。