首页 | 放到桌面

太阳能 生物质能 风能 新材料
行业|技术前沿应用|专题生态环保节能减排低碳生活上市公司
资讯图片新闻企业动态业内资讯产业分析人物访谈政策法规投资融资统计数据本网公告|展会本网参展展会动态|产业园
专题: 生物质颗粒机 生物质压块机 生物质压块燃料 生物质颗粒燃料 锂离子电池 小型风力发电机 垂直轴风力发电机 LED灯 太阳能热水器 太阳能路灯 逆变器 太阳能电池板
当前所在位置:首页 > 技术 > 科技前沿
科技前沿】 【技术文献】 【专家视点】 【设备选型】 【应用实例】 【解决方案】 【技术参数】 【行业标准

化学所在三元有机太阳能电池活性层形貌控制方面取得进展

来源:化学研究所   更新时间:2018-09-14 09:21:40    

  具有带隙高度可调、质轻、柔性、低成本等显著特点的有机太阳能电池是新一代光伏技术的重要发展方向。有机太阳能电池受限于有机材料“窄吸收”特性,二元共混薄膜难以实现对太阳能的有效宽光谱利用,并且始终存在相共混(利于激子解离)和相分离(利于电荷传输)这对基础性矛盾,制约了有机光伏器件性能的进一步突破。三元有机太阳能电池保持单节电池结构,在二元活性层中引入吸收互补的第三组分,增强光谱吸收。尽管三元电池取得了一定成功,但仍面临着严峻的挑战,其核心问题在于对三元共混薄膜难以实现清晰、有效的形貌控制,用以同时保证高效的激子解离和电荷传输,因此,已报道三元电池性能提升幅度较低。

  在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,中科院化学研究所有机固体重点实验室研究员朱晓张课题组科研人员利用前期发展的噻吩并噻吩类光伏受体新材料NITI(Adv.Mater.2017,29,1704510),合理选择二元体系,构筑了具有“分级结构”的三元活性层形貌,实现了光电转化效率的大幅提升,阐释了形貌对光电过程和器件参数的决定性影响,相关论文发表在《自然-能源》杂志上(NatureEnergy,DOI:10.1038/s41560-018-0234-9)。

  三元共混薄膜分别选取了强结晶、宽带隙电子给体材料BTR,弱结晶、窄带隙电子受体材料NITI和具有强聚集和优异电子传输特性的富勒烯受体PC71BM,三者形成了有利的梯度电子结构和互补光吸收。经器件优化制备,上述三元器件在300nm最佳膜厚下取得最高13.63%(平均13.20%)光电转换效率,相对二元器件性能提升幅度高达51%和100%,这不仅是全小分子太阳能电池的最高性能记录,也是性能最优的厚膜(>200nm)有机太阳能电池。他们联合上海交通大学和瑞典林雪平大学相关课题组合作,提出“分级结构”的三元活性层新形貌:NITI和BTR高度共混,形成有利于电荷分离的小相分离精细结构,PC71BM在BTR和NITI共混区外围形成大尺度的相分离结构和有利的face-on堆积。研究者证明了NITI受体在光电过程中发挥了重要作用,它一方面抑制BTR和PC71BM的接触,使得三元器件获得和二元器件(BTR:NITI)相当的低损耗开路电压;PC71BM在活性层中形成了电子传输高速通路,将NITI分离的电子有效输运至电极,从而同时保证了高的外量子效率(EQEs)和填充因子(FF)。

  总体而言,该工作设计并实现了有机三元电池活性层新形貌,充分发挥了小分子和富勒烯电子受体在有机太阳能电池中的独特优势,同时实现了高开压、高电流和高填充因子,为有机三元电池活性层形貌调控提供了新思路。


图1. 化学结构、能级排布、吸收光谱和器件性能


图2. 分级结构示意图和有机太阳能电池性能统计

返回列表 | 加入收藏 | 】
我要存档: 将本文以PDF形式 打开 | 下载
我要分享:
我要收听: 官方微博 @ @
相关文章  
·即使在阴天 由细菌驱动的太阳能电池 2018/09/19 ·光伏+光热:基于太阳能的多能互补供 2018/09/19
·太阳能光热蓄能综合应用将最廉价? 2018/09/19 ·解决能源问题 老美要遍种“太阳能花” 2018/09/18
·北大工学院在调控钙钛矿多晶薄膜晶面 2018/09/07 ·非富勒烯有机太阳能电池或成为新一代 2018/09/06
·大连化物所“裁剪”出新型钙钛矿太阳电 2018/09/05 ·详解光伏系统中存在的“施救风险” 2018/08/28
·高性能二维钙钛矿单晶纳米线阵列光电 2018/08/14 ·何为工商业智慧能源管理系统? 2018/08/08
·太阳能在阴天不能发电? 这种细菌表 2018/08/06 ·太阳能在美国污水处理厂的应用案例 2018/07/27
·Imec在钙钛矿/硅串联电池上实现转换 2018/07/26 ·20米翼展碳纤维超长航时太阳能无人机 2018/07/25
·光伏逆变器交流过压问题怎么解决? 2018/07/23 ·大连化物所等柔性钙钛矿太阳能电池研 2018/07/23
·国家纳米中心有机太阳能电池界面修饰 2018/07/20 ·德国正在开发一种储能太阳能电池 2018/07/12
·细菌也能作太阳能电池 光转化电流密 2018/07/10 ·含有大肠杆菌的生物太阳能电池能在低 2018/07/09
官方微博  
  相关产品  
- 115瓦单晶太阳能电 - 太阳能蓄电池
- 单晶硅片 - 光伏直流汇流防雷箱
- 不锈钢方形保温水箱 - 屋顶光伏系统
- 家用不锈钢太阳能热 - 光伏组件
- 纯正弦波离网15KW逆 - 光伏3转1四通连接器
- 线对线端子连接器 - PV线对线端子接头
- 光伏封装材料 - 降压恒流一体太阳能
- 光伏直流电缆 - 降压恒流一体太阳能
- 太阳能空调 - 太阳能路灯照明 风
- 单晶硅光伏组件 - 智能可编程太阳能灯
- 20KW太阳能逆变器 - 单相三相30kw光伏逆
- 10KW太阳能离网逆变 - 非晶硅太阳能电池片
- 清洁机器人 - 太阳能投光灯
- 平板集热器太阳能集 - 20KW三相太阳能逆变
- 6KW太阳能逆变器 - 光伏直流汇流箱
能源通会员广告服务网络推广会员积分帮助中心联系我们关于我们 | 官方微博:
Copyright © 2018 伟德1946,BETVLCTOR伟德1946,伟德国际1946官网 版权所有
业务():0571-28068180,28068187  客服:0571-28068180,28902366  链接推广:0571-28902366  展会合作:0571-28068187
业务QQ:  客服QQ:  推广QQ:
 太阳能光伏:点击这里加入此群  太阳能光热:点击这里加入此群  风能:点击这里加入此群  生物质能:点击这里加入此群  LED新光源:点击这里加入此群
 储能与电池:点击这里加入此群  新能源汽车:点击这里加入此群
 总部地址:杭州市文三路477号华星科技大厦六层