隨著世界經濟的高速發展, 能源和環境危機已日益加劇, 人們對清潔能源的需求也越來越迫切。 太陽能作為取之不盡、用之不竭的綠色能源, 其如何高效利用一直是人們的研究熱點。 聚合物太陽能電池具有質輕、可大面積製備柔性半透明器件等優點而受到研究者們的廣泛關注。 近兩年, 隨著窄帶隙非富勒烯受體材料的飛速發展, 聚合物太陽能電池的光電轉換效率已經高達14%。 然而, 基於此類體系的高效寬頻隙聚合物給體材料的種類非常有限、活性層形貌需要後處理優化、並且在一定程度上對活性層的膜厚和器件的面積較為敏感,
最近, 蘇州大學先進光電材料重點實驗室的張茂傑教授用一種以氟取代噻吩基苯並二噻吩為給體單元、苯並二噻吩二酮為受體單元的二維共軛聚合物給體材料PM6做給體, 非富勒烯IDIC做受體, 不需要任何特殊處理的情況下簡單方便的製備了對活性層厚度和器件面積不敏感的高效非富勒烯太陽能電池(能量轉化效率11.9%), 相關工作發表在Advanced Materials(IF = 19.791)上。
張茂傑教授在前期對富勒烯聚合物太陽能電池的研究中發現, 將氟原子引入到噻吩基取代的苯並二噻吩(BDT-T), 能夠同時降低聚合物的HOMO能級、提高聚合物的消光係數、增強分子間的相互作用、提高材料的結晶性和空穴遷移率,
近期, 利用給、受體吸收光譜互補作用,
▲ 圖1.(a)聚合物給體和小分子受體的結構式, (b)吸收曲線, (c)能級示意圖。
▲ 圖2.(a)不同活性層膜厚時的電流-電壓曲線;(b)外量子效率曲線;(c)器件效率與活性層膜厚的關係;(d)不同器件面積時的電流-電壓曲線。
▲ 圖3. 柔性器件的電流-電壓曲線。
▲ 表1. 不同活性層厚度和不同器件面積太陽能電池的光伏參數表。
▲ 圖4. PM6:IDIC的共混膜在不同處理條件下的GIWAXS和ReSOXS圖。
▲ 圖5. (a)PM6的激子擴散示意圖;(b)PM6純膜和PM6:ITIC共混膜的時間分辨PL圖。
相關工作以“High-PerformanceAs-Cast Non-Fullerene Polymer Solar Cells with Thicker Active Layer and LargeArea Exceeding 11% Power Conversion Efficiency”為題發表在Advanced Materials上(2017,DOI: 10.1002/adma.201704546)上。蘇州大學的博士研究生凡群平和碩士研究生王燕是本文的共同一作。
論文連結:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201704546/full
投稿 薦稿 合作 發佈招生、招聘資訊請聯繫:editor@polysci.cn
▲ 圖3. 柔性器件的電流-電壓曲線。
▲ 表1. 不同活性層厚度和不同器件面積太陽能電池的光伏參數表。
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▲ 圖5. (a)PM6的激子擴散示意圖;(b)PM6純膜和PM6:ITIC共混膜的時間分辨PL圖。
相關工作以“High-PerformanceAs-Cast Non-Fullerene Polymer Solar Cells with Thicker Active Layer and LargeArea Exceeding 11% Power Conversion Efficiency”為題發表在Advanced Materials上(2017,DOI: 10.1002/adma.201704546)上。蘇州大學的博士研究生凡群平和碩士研究生王燕是本文的共同一作。
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