有机和钙钛太阳能电池的界面研究

来源 :2019第四届中国能源材料化学研讨会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fa2009
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  近年来,有机和钙钛矿太阳能电池因其可溶液加工、高效廉价等特性,引发了能源转换领域的研究热潮。我组主要从事有机及钙钛矿太阳能电池界面修饰的研究,针对器件中广泛存在的电荷收集势垒及表面缺陷等界面问题,重点探索了界面性质对器件的电荷传输与收集、界面电荷复合等工作过程的影响。
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近年来,非富勒烯小分子受体的发展推动了聚合物太阳能电池的快速发展,单结器件的光电转换效率已超过15%,叠层器件的效率也超过了17%,显示了很好的应用前景。目前高效的非富勒烯小分子受体几乎都是窄带隙,急需高效的宽带隙聚合物给体材料与之互补,进一步推动聚合物太阳能电池的发展。本报告中,我们将汇报近期本课题组在宽带隙聚合物给体材料方面的研究进展。我们将从新型受体构筑单元的设计合成、构筑宽带隙给体材料的新
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三元有机太阳能电池由于具有拓宽吸收范围和制备工艺简单的优势,已经引起了广泛的关注;与二元体系相比,它是一种非常有潜力的获得高效率器件的策略。目前基于非富勒烯的三元有机太阳能电池的光电转换效率已经达到15%,然而,三元有机太阳能电池的物理机制比相应的二元体系更复杂,因此三元器件性能的进一步提高需要更为深入地理解和优化有源层中的光物理过程,微纳结构和相分离。
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在钙钛矿太阳能电池(PSC)中,有机无机杂化钙钛矿薄膜的质量是影响电池效率的重要因素.我们通过正己烷诱导的界面析晶方法对均相成核和二次成核的比例进行调控,制备出了形貌从多孔到致密连续变化的薄膜;所制备的三层结构薄膜,提高了薄膜的光吸收性能和界面载流子传输性能,将这种薄膜应用到钙钛矿太阳能电池中可将效率从15.78%提高到16.93%;设计了混合反溶剂,制备了表面粗糙度仅为4.3nm 的超平整钙钛矿
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钙钛矿材料带隙可调,通过改变组分,可以保证器件的最大感光度与特定场合使用的人造光源的光谱相吻合。其成本低廉、合成简单、又可通过溶液加工成膜,是低照度光伏器件的想选择。钙钛矿材料和器件的体缺陷态与界面缺陷态,严重影响器件的低照度光伏性能。
会议
基于有机-无机杂化铅基卤化物钙钛矿材料的新型太阳能电池(简称钙钛矿电池)因同时具备高效率和极低的潜在制造成本,得到学术界和产业界的极大关注,当前钙钛矿电池的稳定性较低是阻碍钙钛矿电池走向实际应用的主要问题之一。
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有机太阳能电池经历了单层、双层和本体异质结的发展历史。本体异质结结构为有机太阳能电池的主流,能量转换效率接近16%,但是在器件制备工艺、器件稳定性等方面存在诸多问题,限制了电池的大面积制备与应用。
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