电子科大《EES》:迄今为止性能最好的无ITO有机太阳能电池! 2024-05-06 21:55:26 近年来,有机太阳能电池(OSC)取得了突飞猛进的进步,功率转换效率(PCE)达到了17%,这在很大程度上得益于非富勒烯受体(NFA)和相关设备架构的发展。在过去的20年中,基于富勒烯的OSC的PCE达到了约12%13,14,这是因为在较长波长区域遇到了明显的能量损失(40.6 eV)和吸收不良。相反,基于NFA的OSC允许利用从可见光到近红外的宽范围太阳光子,并减少了能量损失,从而改善了设备的短路电流(Jsc)和开路电压(Voc)。到目前为止,大多数有效的NFA OSC仅在最佳厚度为B100 nm的体异质结(BHJ)层上才能很好地工作。在这种条件下,有效的OSC可以达到接近100%的内部量子效率。然而,这样的OSC仍然受到薄BHJ层(B100 nm)的光捕获不足的影响,吸收率和外部量子效率(EQE)不到80%,因此损害了它们可获得的效率。要获得高效的有机太阳能电池(OSC),则需要很好地平衡本体异质结(BHJ)混合物的电压损耗与光电流生成之间的关系。来自电子科技大学等单位的研究人员通过结合新设计的柱状微腔(CPM)来开发高性能的不含ITO的OSC,从而有效地对薄近红外BHJ进行光学限制。借助于光干扰、图案化电极的光散射和局部表面等离子体激元,对于厚度接近100nm的薄BHJ而言,OSC的光电流密度(Jsc)值得到了很大的提高。此外,在经过自组装单层(SAM)处理的无ITO OSC中可确保高开路电压(Voc)和填充因子(FF)。结果表面,对于三元PBDB-T-SF:ITIC-Th:IT-4F和二元PM6:Y6混合物,倒置架构中不含ITO的OSC的功率转换效率(PCE)分别达到了15.5%和17.5%。,但显示出较少的入射角依赖性的理想特征。总体而言,这些具有CPM的OSC不仅比相应的ITO器件具有显着的性能增强,而且代表了迄今为止性能最好的无ITO的OSC。相关论文以题为Highly efficient ITO-free organic solar cells with a column-patterned microcavity发表在Energy & Environmental Science。论文链接:https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2021/EE/D0EE03387A 图1.这项工作中的分子和装置特性示意图。 图2.ITO和基于平面微腔(MC)的OSC的光伏性能,不同比例的PBDB-T-SF:ITIC-Th:IT-4FBHJ层示意图。 图3.光吸收光谱的角度依赖性。(a)ITO,(b)MC和(c)基于CPM的设备。 图4.OSC的设备配置和光学分布示意图。 图5在不同架构中基于各种ITIC-Th:IT-4F非富勒烯受体的无ITO的OSC的器件特性示意图。(a)J–V特性。(b)EQE光谱。 图6.不含ITO的OSC的器件特性。 图7.基于具有不同架构的PM6:Y6 BHJ层的OSC的设备特性。综上所述,通过结合柱状微腔结构,已开发出了高效的无ITO的OSC,而用于三元PBDB-TSF:ITIC-Th:IT-4F BHJ的PCE达到15.5%,基于二元PM6:Y6 BHJ的PCE达到17.5%。与相应的倒置ITOOSC相比,它们分别具有23%和16%的吸引力。CPM通过强大的光学干涉和光散射效应同时增强了薄BHJ(B100 nm)的可见光和近红外光吸收,从而大大提高了OSC的Jsc值。同时,在自组装单层处理的OSC中确保了高电压和填充因子(FF)。值得注意的是,这些不含ITO的OSC表现出了所需的特性,即光伏性能的入射角依赖性较小,并且具有PM6:Y6共混物的器件代表了已报道的不含ITO的OSC中的最好的一种。总体而言,这项工作提供了制备高效OSC的有效策略。(文:SSC) 赞 (0) 相关推荐 【人物与科研】中国科学院化学研究所李永舫院士课题组:基于新型超窄带隙受体的高效率叠层有机太阳能电池 导语 在有机太阳能电池(OSC)中,可以将两个或多个吸收互补的子电池通过串联来构建叠层太阳能电池结构.相比于单结器件,叠层器件可以更有效的利用太阳能光谱以实现更高的光电转化效率.叠层OSC中宽带隙的前 ... 石墨烯应用于太阳能领域的近期进展汇总 ​石墨烯应用于太阳能领域的近期进展汇总 全小分子有机太阳能电池研究获进展 近年来,有机太阳能电池作为新一代光伏技术,由于其成本低.质轻.可溶液法加工等优点,受到广泛关注.与聚合物基太阳能电池相比,全小分子太阳能电池因其结构确定.材料易合成.批次差异小等特点,被认为具有较大的 ... 杭州电子科大:界面化学键原子水平调控异质结光催化剂性能! 在半导体表面修饰助催化剂形成异质结可显著提高光催化剂性能,但异质结光催化剂界面状态对光催化剂性能的影响规律仍然是该领域面临的关键科学难题之一.要研究异质结如何提高光催化剂的性能等光催化剂界面问题,必须 ... 港科大《EES》:效率17.7%!迄今为止这种有机太阳能电池最高值 有机太阳能电池(OSC)领域已朝着光电器件的实际应用迈进了一大步.OSC不仅在器件性能方面可与许多无机同类产品相媲美,而且还提供了许多优势,例如重量轻.溶液处理以及在便携式和柔性面板中的潜力.在过去的 ... 明德先生 | 陈行甲先生,对不住您,把您电子科大的演讲搅黄了! 陈行甲先生: 着实对不住! 我真没想到,昨天不过向电子科技大学推荐了与您相关的五个演讲题目(详见:电子科大邀请陈行甲演讲,是教大学生们知难而退当逃兵吗?),竟然直接导致您主动取消了原定于今天下午4:3 ... 两电一邮:西电历史最长,电子科大实力最强,薪水北邮最高 现在,计算机.信息类是最热门的专业,以信息类为主的专业型院校受到了热捧.其中两电一邮是关注重点.两电一邮指的是:成都的电子科技大学.西安的西安电子科大学.北京的北京邮电大学. 这三所大学里,电子科大是 ... 按城市选大学:北京理工、西交大、电子科大和东南大学如何选? 有人问:北京理工大学.西安交通大学.电子科技大学.东南大学这4所大学怎么选? 这四所都是理工类强校,专业又热门,在我看来考上哪所学校都是非常好的,不过家长们还是希望能排个座位. 北京理工大学 北理在北 ... 聊聊大学名字那些事儿:河北工大不在河北,西南医科大学改名两次,电子科大的英文名有玄机…… 最近,教育部发了个文件,关于<高等学校命名暂行办法>.看了这些规定,想起了学校名字的一些趣事,跟大家聊聊. 河北工业大学 河北工业大学是河北省唯一一所211大学,不过,很多人想不到的是,河 ... 16所大学男女比例:电子科大最高,哈工大、西电其次,复旦最均衡 我在写这篇文章的时候,恰巧看到两个笑话.说很早以前某男多女少的学校,需要大家打水.一女生打不开瓶塞导致队伍堵塞.后面的男生对女生说:你去旁边拧,接水我先接. 还有一个.学校运动会跳高,一女生没跳过去, ... 两电一邮:电子科大的升学最好,西电的院士最多,北邮的捐款最少 大家经常会犯难,这三所学校究竟谁比较好呢? 我曾经对这三所学校做过详细的分析,从地段.历史.学科评估.学生就业质量等等. 我先简单回顾一下,不过这篇文章不准备多谈这些常规指标,主要讲讲其他的指标. 地 ... 电子科大校友在Nature发表新成果,可将电动汽车电池寿命延长至10-15年 5月12日,我校2013级本科毕业生叶露涵作为第一作者在国际顶级综合性学术期刊<Nature>发表了题为<A dynamic stability design strategy fo ...