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降低有機太陽能電池非輻射複合損失研究獲進展
近日,中國科學院國家納米科學中心研究員周二軍與北京航空航天大學教授孫豔明、東華大學教授馬在飛合作,在降低有機太陽能電池的非輻射複合損失研究中取得進展。相關研究成果發表在Advanced Materials上。
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Y18:調節非富勒烯受體的缺電子核心得到超17%單節有機太陽能電池
在開發高性能非富勒烯有機太陽能電池(OSC)方面,尋找有效的分子設計策略以實現高效的電荷產生和較小的能量損耗是長期存在的挑戰。最近,中南大學鄒應萍教授和中國科學院的李永舫教授聯合報導了Y系列非富勒烯受體,它具有缺電子稠環核結構(典型的Y6),這為實現高外部量子效率(~ 80%)同時保持低能量損失(~ 0.57 eV)打開了新的大門。
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國家納米中心等在降低有機太陽能電池非輻射複合損失研究中獲進展
近日,中國科學院國家納米科學中心研究員周二軍與北京航空航天大學教授孫豔明、東華大學教授馬在飛合作,在降低有機太陽能電池的非輻射複合損失研究中取得進展。相關研究成果發表在Advanced Materials上。 近十年,溶液加工製備本體異質結有機太陽能電池(OSCs)發展迅速,能量轉換效率(PCE)已超18%,但是仍落後於矽基和鈣鈦礦太陽能電池。
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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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:非富勒烯有機太陽能電池的能量無序對開路電壓的影響
該研究通過研究三種不同類型的高效率聚合物太陽能電池,探索了電荷傳輸、能量無序和電荷轉移態對開路電壓損耗的影響。圖1:選取的三種電池的材料結構、電池結構與器件性能(a). 材料的分子結構和電池的結構示意圖;(b). 三種電池的J-V曲線;插圖為材料能級圖;(c). 三種電池的吸收光譜;(d).
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鄒應萍:光電轉換率超過12%的氯化非富勒烯受體基有機光伏電池
到目前為止,關於氯化反應的報導還很少,這種端基氟化的方法已經取得了顯著的成功,並被廣泛用於微調有機受體材料的內在性質。 然而,對有機光伏(OPV)電池的影響仍然不明確。最近,中南大學鄒應萍課題組報導了一種以苯並三唑為缺電子核,2Cl-ICs
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分子振動會降低有機太陽能電池中可達到的最大光電壓
德國德勒斯登工業大學的和比利時哈塞爾大學的科學家研究了限制有機分子材料太陽能電池效率的物理原因。目前,此類電池的電壓仍然過低,這也是其效率較低的原因之一。在他們的研究中,通過研究薄膜中分子的振動,科學家們能夠證明非常基本的量子效應,即所謂的零點振動,可以對電壓損耗做出重大貢獻。該研究現已發表在《Nature Communications》雜誌上。太陽能電池是全球能源生產轉變的重要節點。
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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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「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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未來的太陽能電池:提高有機太陽能電池效率的系統
自2019年9月以來,布拉貝克教授的工作組保持了12.6%的有機光伏模塊效率的世界紀錄。在紐倫堡Energie Campus(EnCN)開發的多電池模塊的表面積為26cm 。Brabec教授說:「如果我們在實驗室中能達到20%以上,那麼在實踐中我們可能會達到15%,並成為矽太陽能電池的真正競爭者。」
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最高效全小分子有機太陽能電池之一
蘇州大學李永舫課題組合理設計了一種新型的寬帶隙給體小分子材料,基於此的器件表現出13.9%的目前最高效率之一,且非輻射複合損耗非常小,為有機太陽能電池材料的設計提供了另一種思路。基於共軛聚合物或小分子的電子給體與小分子受體,組成的給受體本體異質結溶液製備法的有機太陽能電池被廣泛研究。最近由p型共軛聚合物給體與n型非富勒烯小分子受體而成的有機太陽能電池功率轉換效率突破了16%,具有光明前程。但是由於聚合物的批次差異問題,不可避免的會導致器件的重複性較差。
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三元有機太陽能電池:效率17.22%
近年來,三元策略在提高有機太陽能電池性能方面已展露出很大的潛力,成為有機光伏領域的研究熱點。張福俊教授課題組長期專注於三元有機光伏器件物理方面的研究,提出了研究三元體系中激子和載流子動力學的新方法、新手段,以及理解合金模型的微觀機制。
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穩定、高效的三元有機太陽能電池
北極星太陽能光伏網訊:相比傳統基於無機材料的光伏器件,有機太陽能電池的優勢明顯,例如成本低、質量輕、易加工、可製成柔性器件等等。儘管問世初期有機太陽能電池的能量轉換效率(PCE)比較低,但是經過近年來的發展,特別是非富勒烯受體(NFA)材料的研究進展,有機光伏器件的性能節節攀升。例如,中科院化學所近期就報導了效率接近18%的單結有機光伏電池(Adv.
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npj: 有機太陽能電池供體-受體材料
,有機太陽能電池的能量轉換效率已經超過了17%。然而,這種傳統研究方法包括對化學合成、供體/受體材料匹配和器件製備進行精細控制及優化,需要大量的資源投入和較長的研究周期。因此有機光伏材料的開發速度一直較慢,限制了有機光伏產業的實際商業應用。
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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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有機薄膜太陽能電池的結構與製作技術
有機太陽能電池,有利用光電化學的色素增感型太陽能電池,和藉助有機EL逆過程實現光電變換的有機薄膜型太陽能電池兩種。本文主要介紹有機薄膜型太陽能電池的開發。並闡述了其有關的發電原理和安裝中的關鍵技術。高分子系有機薄膜太陽能電池的最大特點是:相當於p型半導體的π共軛高分子與相當於n型半導體的電子受體分子混合,藉助這一混合物的相分離,構建了接合界面的整塊異質結。引入這一相分離結構,是因為有機薄膜太陽能電池經過了激勵子(exciter)的擴散。OTFSC首先是由π共軛高分子或者電子受體分子的光吸收,產生激勵子。
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南科大郭旭崗團隊在太陽能電池領域取得系列研究進展
L14有效地結合了稠環電子受體小分子和受體-受體型高分子半導體的優勢,在長波長區域(700-900 nm)具有高吸光係數且前線分子軌道能級相對於給體-受體型高分子受體材料L11(圖1)明顯降低,從而使得L14的電子傳輸能力得到顯著提升。令人驚喜的是,雙噻吩醯亞胺的引入使得基於L14的全聚合物太陽能電池器件的發光量子效率取得了極大提高,非輻射能量損失僅為0.22 eV。
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Nature Energy:寬間隙非富勒烯受體實現室內高性能有機光伏電池
北極星太陽能光伏網訊:研究背景1、低功耗電子設備需要大量的離網能源,能夠有效地將室內環境中的低強度光轉換成兆瓦級到微瓦級電力的光伏電池是驅動低功耗裝置的理想能量來源方式。3、有機光伏(OPV)電池和染料敏化太陽能電池,在標準太陽能照明下效率不如晶體矽電池,但高度可調的光吸收特性使其有希望應用於室內光電轉化;而與染料敏化太陽能電池相比,OPV電池能通過溶液印刷和塗覆技術製備而降低成本,在大面積模塊中居於更好的優勢,從而更具商業前景。
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三元有機太陽能電池將成為光伏領域的研究熱點
北極星太陽能光伏網訊:近年來,三元策略在提高有機太陽能電池性能方面已展露出很大的潛力,成為有機光伏領域的研究熱點。張福俊教授課題組長期專注於三元有機光伏器件物理方面的研究,提出了研究三元體系中激子和載流子動力學的新方法、新手段,以及理解合金模型的微觀機制。
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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。