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2022 Adv. Mater.:有机光伏组件效率提升!应用双层合并退火策略

标题 通过双层合并退火辅助叶片涂层的高性能有机太阳能模块

第一作者:范靖源/李昌治老师课题组

本文亮点

  提出了一种改善刮涂界面层薄膜质量的 “双层合并退火”策略,在活性面积为18.73cm2的有机光伏组件上实现了14.79%的光电转换效率,同时通过蒸镀薄层银方法制备的半透明组件也获得了超过12%的光电转换效率。

研究动机

  近年来,有机聚合物太阳电池(OSCs)研究取得了显著的进步。得益于新材料的开发,其单节器件的光电转换效率已经超过了19%,并且有望得到进一步突破。同时,与无机晶体半导体太阳电池相比,有机太阳电池具有质轻,柔性、吸光带隙可调以及可溶液加工等特点,使其在分布式个性化光伏场景,比如透明发电建筑、温室光伏领域具有应用前景。但值得注意的是,与小面积器件相比,通过可连续加工工艺制备的大面积有机光伏组件的效率仍然较低。

本文所用仪器

  • solar simulator (SS-F5-3A, Enlitech)
  • solar-cell spectral-response measurement system (RE-R, Enlitech)

研究成果说明

通过不同方法对刀片涂层 OSC 进行 J-V 表征

用solar simulator (SS-F5-3A, Enlitech)测试

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用solar-cell spectral-response measurement system (RE-R, Enlitech)测试

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通过合并退火策略得到小面积器件效率达到了17.12%,并且在活性面积为18.73cm2的有机光伏组件上实现了14.79%的光电转换效率

通讯作者简介

李昌治博士为浙江大学求是特聘教授、博士生导师、国家杰青基金获得者。从事有机半导体材料化学和光电转换清洁能源化学方面的基础研究和应用开发,从分子的设计、合成和组装研究入手,发展高性能光电材料和能量转换器件。近五年,围绕光电转换过程中一个基础共性问题:“半导体异质界面电荷输运”,工作中发展了路易斯碱负离子可控掺杂有机半导体方法和酸碱作用调谐界面的分子策略与材料,通过创新的方法和自主材料实现了高效界面电荷输运,成功构建了应用导向的高性能光电器件。先后获得浙江大学百人计划、浙江省杰出青年基金、国家优秀青年科学基金、国家杰出青年科学基金等资助,作为负责人承担国家科技部重点研发计划政府间重点专项(高效钙钛矿薄膜太阳电池快速大面积产业化关键技术)取得了重要成果,对于推动第三代光伏实用化发展起到贡献作用。

*Zhi-Peng Yu, Zhi-Xi Liu, Fang-Xiao Chen, Ran Qin, Tsz-Ki Lau, Jing-Lin Yin, Xueqian Kong, Xinhui Lu, Minmin Shi, Chang-Zhi Li* and Hongzheng Chen, Simple Non-fused Electron Acceptors for Efficient and Stable Organic Solar Cells. Nat. Commun.201910, 2152.

*Zhi-Xi Liu, Zhi-Peng Yu, Ziqiu Shen, Chengliang He, Tsz-Ki Lau, Zeng Chen, Haiming Zhu, Xinhui Lu, Zengqi Xie, Hongzheng Chen, Chang-Zhi Li*, Molecular insights of exceptionally photostable electron acceptors for organic photovoltaics. Nature Commun.202112, 3049.

*Tian-Jiao Wen, Zhi-Xi Liu, Zeng Chen, Jiadong Zhou, Ziqiu Shen, Yiqun Xiao, Xinhui Lu, Zengqi Xie, Haiming Zhu*, Chang-Zhi Li*, Hongzheng Chen, Simple Non‐Fused Electron Acceptors Leading to Efficient Organic Photovoltaics. Angew. Chem. Int. Ed., 202160, 12964.

本文关键词:有机光伏组件、organic photovoltaic module、双层合并退火、Bilayer-Merged-Annealing、太阳光模拟器、Solar Simulator、Sun Simulator、量子效率、Quantum Efficiency

原文:https://doi.org/10.1002/adma.202110569

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