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【科研專欄】陸仕榮EES:15.8% 效率的二元全小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池

更新時(shí)間:2021-11-30      點(diǎn)擊次數(shù):1970

科研專欄 / ENLITECH


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第一作者:徐同樂(lè),呂杰,楊可

通訊單位:陸仕榮

DOI:10.1039/d1ee01193f


能源類期刊Energy & Environmental Science (IF 38.532) 在近期發(fā)表一項(xiàng)研究。中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院陸仕榮研究團(tuán)隊(duì)透過(guò)新型液晶小分子供體,實(shí)現(xiàn) 15.8% 效率的二元全小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池。


使用硒酚替代光伏材料可以改善分子間相互作用,并將相分離形態(tài)優(yōu)化到理想狀態(tài)。然而,對(duì)于已表現(xiàn)出高效率的液晶供體來(lái)說(shuō),這種替代策略的表現(xiàn)仍不清楚。由于這些結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的結(jié)合可能有助于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)備性能,因此,研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并合成了兩種新型液晶小分子供體 L1 和 L2,以研究硒酚對(duì)液晶供體形態(tài)和光伏性能的影響。L1 和 L2 是以 benzo[1,2-b:4,5-b0]dithiophene (BDT) 為核心,兩者之間的主要區(qū)別在于 BDT 的共軛側(cè)鏈,包括具有噻吩 (thiophene) 基團(tuán)的L1和具有硒吩 (selenophene) 基團(tuán)的L2。


圖表解析


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供體材料結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性


以 L1 或 L2 作為供體和 Y6 作為受體的全小分子有機(jī)太陽(yáng)能電池 (ASM-OSC) 進(jìn)行優(yōu)化和研究。透過(guò)光焱科技太陽(yáng)光模擬器,搭配 QE-R 量子效率測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行光譜回應(yīng)量測(cè),研究結(jié)果顯示,參考器件 L1:Y6 獲得了 14.6% 的 PCE,L2:Y6 的器件產(chǎn)生了 15.8% 的出色 PCE。特別的是,即使 L2:Y6 的薄膜厚度高達(dá) B300 nm,ASM-OSC 仍然可以產(chǎn)生不錯(cuò)的 14.3% PCE,超過(guò)了厚膜 (Z300 nm) OSC 的效率。


光焱科技量子效率測(cè)量系統(tǒng)除了用于太陽(yáng)能電池的 EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析,同時(shí)對(duì)于太陽(yáng)能電池在太陽(yáng)光模擬器下的短路電流,也提供了 Jsc (short-circuit current density) 的比對(duì),以證明實(shí)驗(yàn)的真確性。光焱科技的太陽(yáng)光模擬器與 KA-6000 軟件同時(shí)也提供了短路電流對(duì)時(shí)間變化的監(jiān)控,以證明太陽(yáng)能電池的穩(wěn)定。


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光伏性能


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設(shè)備特性


推薦儀器

SS-X系列太陽(yáng)光模擬器

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SS-X系列太陽(yáng)光模擬器是一款A(yù)+光譜等級(jí)的超級(jí)太陽(yáng)光模擬器。

  1. 具備更低的光譜失配誤差,數(shù)據(jù)更好更準(zhǔn)確,文獻(xiàn)發(fā)表沒(méi)困擾;

  2. 自動(dòng)變光強(qiáng)測(cè)試分析理想因子n與更高的1sun;

  3. 更高的1sun維持工作時(shí)數(shù)與更簡(jiǎn)便的操作與維護(hù)。

QE-R 量子效率測(cè)試系統(tǒng)

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可信賴性

  1. 擁有ISO17025 量子效率光電校正實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證之設(shè)備制造商;

  2. 國(guó)際期刊提及之設(shè)備制造商;

  3. 量子效率量測(cè)儀 出貨量超過(guò)五百臺(tái);

  4. 測(cè)量結(jié)果大量被高引論文及高影響因子期刊采用。


KA6000 測(cè)試軟件

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KA6000 – *的鈣鈦礦電池 IV 測(cè)量和分析軟件



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