我国有机太阳能电池制备技能研讨获得新打破

发布时间:2022-06-18 21:56:22 来源:bobapp体育下载

  “咱们开发出新式非对称构型的工艺辅佐固体及非卤素溶剂共混的描摹调控战略,完成了有机活性层内部互穿网络状微纳描摹的精密调理,器材功率大幅进步,关于有机太阳能电池的产业化运用,将具有显着的推进效果。”该校资料科学与工程学院宋欣副教授说。

  近年来,有机太阳电池因其具有质量轻、本钱低、可溶液加工等长处,在物联网、修建一体化等运用范畴遭到广泛重视。

  在该校资料科学与工程学院朱卫国教授看来,一般人们更多地以晶硅等无机资料为根底制备太阳能电池。可是这种电池出产存在工艺杂乱、本钱高、能耗大、污染重等坏处。

  因而,能否找到一种本钱低、功率高、柔性强、环境友好的新式有机资料研制出新式太阳能电池,成为各国科学家孜孜以求的方针。

  “有机太阳能电池以地球上最丰厚的碳资料为根本质料,凭仗质轻、柔性及易于大面积印刷制作等长处成为新一代光伏技能的重要发展方向。”宋欣说。

  宋欣介绍,现在,有机太阳能电池多选用“本体异质结”型器材结构,其核心部件是由给体和受体资料共混而成的中心活性层。要想获得高功率光伏器材,活性层给/受体资料能级吸收的匹配互补、纳米标准的互穿网络描摹,以及载流子传输平衡至关重要。

  在朱卫国看来,现在,大多数高功能有机太阳能电池是运用毒性较大的卤化有机溶剂制成,如氯仿、氯苯和1,2-二氯苯等,对人类健康和自然环境都有不同程度的损坏效果,运用非卤化溶剂替代卤化溶剂制备有机太阳能电池是一个重要选项。

  一起,为完成有机太阳能电池水平及笔直方向相别离标准的协同调控,进步器材的能量转化功率,一般是在光活性层引进具有对称构象的可挥发性固体。

  但是,因为其各向同性分子堆积和弱偶极相互效果,使得笔直方向的给受体组分散布乱七八糟,不利于激子别离和电荷提取,影响光伏功能的进一步进步。

  因而,有用处理相应器材的光伏转化功率低,是推进有机太阳能电池产业化运用的要害。

  “近年来,针对有机太阳能电池描摹极难调控这一共性严重难题,在国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、常州大学科研发动基金的支持下,咱们组成联合攻关团队,集中力量体系展开有机太阳能电池描摹调控战略方面的研讨,在这一范畴加快获得一系列要害原创性研讨效果。”宋欣说。

  该科研团队从不同非卤素溶剂对给受体的溶解性差异下手,运用溶剂共混战略精密调控给受体的互溶特性及相应的相别离标准,处理了根据非卤素溶剂器材的能量转化功率低的科学难题,最高功率到达17.5%。这是现在根据非卤素溶剂加工的有机太阳能电池最高功率之一。

  宋欣还介绍,另一个严重原创性效果体现在,科研团队采纳非对称构型的工艺辅佐固体战略,完成“两全其美”:一是精密调控Y系列受体的集合态行为;二是可控构成给受体多级空间相别离标准。成果显现,运用PAS战略,PM6:L8-BO的器材光电转化功率到达18.5%,远高于无PAS处理的对照器材15.0%,并在活性层厚度到达300纳米时,器材功率依然能保持在17.0%左右。

  相关专家以为,往后,经过环境友好型唯命是从溶剂及工艺辅佐固体战略,能够运用低本钱溶液制备工艺,无需在惰性气体维护条件下,完成接连、大面积、高功率的有机太阳能电池的可控制备,未来有望运用于修建一体化、可穿戴电子设备、便携式动力体系和航空航天范畴。

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