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全聚合物非富勒烯叠层太阳能电池
来源:未知 作者:admin 发布时间:2018-10-08 08:41 浏览量:

  全聚合物非富勒烯叠层太阳能电池

  根据全聚合物给受体资料的有机光伏器材近年来取得了突破性发展。聚合物电子受体资料能够很好的补偿传统富勒烯受体资料在可见和近红外区域的吸光系数较低,化学结构润饰困难,相区热稳定性差等缺陷。一起聚合物受体资料具有杰出的机械性能和描摹稳定性。全聚合物太阳电池在便携式充电、光伏一体化修建和新式可穿戴电子器材等方面具有杰出的使用远景。但现在其光电变换功率仍无法满意工业使用要求,还需开发具有窄带隙、高迁移率和高稳定性的聚合物资料,优化器材结构并进行深化体系的研讨。

  效果简介

  近来,苏州大学功用纳米与软物质研讨院的马万里教授团队在Advanced Energy Materials上在线宣布了题为Improved Tandem All-Polymer Solar Cells Performance by Using Spectrally Matched Sub-Cells的论文。该论文选用三元组分规整型共轭聚合物主链的规划思路,并引入了氢(H)-氟(F)原子替代的分子改性战略,报导了一种新式的三元组分具有近红外区域呼应的高效聚合物给体资料PBFSF。高规整性的分子主链结构确保了资料的高载流子迁移率,经过H-F原子替代能够有用增强分子间的彼此作用力,增强资料的结晶性。选用经典的N型共轭聚合物N2200作为电子受体,制备了单节光电变换功率到达6%的全聚合物非富勒烯电池器材。经过对器材的外量子功率和活性层的吸收进行表征,咱们发现根据PBFSF/N2200的器材在600-800 nm有较强的光呼应,而在紫外和可见光区域的吸收和光谱呼应却很低,这些结果表明PBFSF/N2200是一种抱负的用于叠层器材后置子电池的活性层资料。结合咱们前期报导的高效宽带隙全聚合物电池PTP8/P(NDI2HD-T),咱们在国际上初次报导了高效全聚合物电池器材,完成了8.3%的光电变换功率,这也是叠层全聚合物电池文献报导的最高功率。现在全聚合物电池活性层厚度只要80 nm左右,尽管能够削减载流子在传输过程中的复合,可是却降低了活性层对太阳光的使用功率,咱们的结果表明构建吸收光谱匹配的叠层电池能够有用提高全聚合物太阳能电池的光电变换功率。

全聚合物非富勒烯叠层太阳能电池

  图文导读

  图1 三元组分结构规整型共轭聚合物的组成道路

全聚合物非富勒烯叠层太阳能电池

  图2 新式聚合物的主链分子骨架模仿,变温紫外可见吸收谱图和薄膜的GIWAXS测企图

全聚合物非富勒烯叠层太阳能电池

  图3 单节全聚合物太阳能电池电流-电压曲线和器材外量子功率曲线

全聚合物非富勒烯叠层太阳能电池

  图4 叠层全聚合物太阳能电池

全聚合物非富勒烯叠层太阳能电池

  (a)叠层全聚合物太阳能电池器材结构

  (b)活性层聚合物资料的吸收光谱与太阳光辐射光谱比照

  (c)单节和叠层全聚合物太阳能电池的电流-电压曲线

  (d)叠层全聚合物太阳能电池的外量子功率曲线

  图5 现在文献报导的根据N2200作为电子受体的电池器材功率分布图

全聚合物非富勒烯叠层太阳能电池

  
 

  

   全聚合物太阳能电池