在中国科学院、科技部、国家自然科学基金委和中国科学院化学研究所的大力支持下,化学所高分子物理与化学国家重点实验室相关研究人员合理利用烷氧基的诱导效应,优化取代位置,将间位烷氧基苯基引入到两维共轭聚合物的侧链,在基本不影响吸收光谱和迁移率的前提下,使得相应聚合物的HOMO 能级下降0.25 eV, 相应光伏器件的开路电压提高0.18 V, 能量转化效率从5.6% 提高到7.5%,提高幅度超过了30%。该结果打破了烷氧基作为供电子基团的传统设计思路,为高效聚合物光伏材料的精细调节提供了实验依据。相应研究结果发表在近期的《先进材料》上(Adv. Mater. 2014, 26, 2089–2095)。文章发表后被著名科学网站Science Daily,Nanowerk和the daily fusion连续报道,并给出了高度评价。他们认为“这是一种在不影响聚合物的吸收和电荷传输性能情况下非常有效降低聚合物的HOMO 能级,从而可提高能量转化效率的简单、廉价的化学修饰方法”。
我国聚合物光伏材料分子能级调节研究取得新进展
在中国科学院、科技部、国家自然科学基金委和中国科学院化学研究所的大力支持下,化学所高分子物理与化学国家重点实验室相关研究人员合理利用烷氧基的诱导效应,优化取代位置,将间位烷氧基苯基引入到两维共轭聚合物的侧链,在基本不影响吸收光谱和迁移率的前提下,使得相应聚合物的HOMO 能级下降0.25 eV, 相应光伏器件的开路电压提高0.18 V, 能量转化效率从5.6% 提高到7.5%,提高幅度超过了30%。该结果打破了烷氧基作为供电子基团的传统设计思路,为高效聚合物光伏材料的精细调节提供了实验依据。相应研究结果发表在近期的《先进材料》上(Adv. Mater. 2014, 26, 2089–2095)。文章发表后被著名科学网站Science Daily,Nanowerk和the daily fusion连续报道,并给出了高度评价。他们认为“这是一种在不影响聚合物的吸收和电荷传输性能情况下非常有效降低聚合物的HOMO 能级,从而可提高能量转化效率的简单、廉价的化学修饰方法”。
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提到太阳能电池,很多人首先想到的是屋顶上的深蓝色硅板。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究团队在一种新型太阳能电池材料上,实现了超过15%的光电转换效率,并获得了国际权威机构认证。据了解,这项技术的核心材料叫:铜锌锡硫硒太阳能电池。正因为这些优势,铜锌锡硫硒太阳能电池被认为是非常有潜力的下一代太阳能电池技术。
近期,南方科技大学理学院化学系教授许宗祥及合作团队在钙钛矿光伏关键材料研发取得新进展,在材料、能源领域高水平期刊Advanced Energy Materials、Joule发表相关学术论文。
清华新闻网12月12日电 钙钛矿材料因其优异的光电特性与可溶液加工等优势,在发光二极管领域展现出广阔的应用前景,尤其在色纯度、荧光量子产率及波长可调性方面表现突出。目前,钙钛矿蓝光器件的研发主要围绕混合卤素与准二维结构两种策略展开,通过组分调控与维度工程,天蓝光区域的发光效率已提高至25%以上,显示出良好的发展态势。
在有机太阳能电池中,将分子堆积从边缘取向调控至更优的面取向有利于改善垂直电荷传输和光伏性能。然而,由于加工条件复杂,实现这一结构转变的精确控制仍面临重大挑战。
两亲性聚合物共网络由纳米尺度相分离的亲水和疏水域组成,近年来在被动光子学应用中引起关注。掠入射广角X射线散射表明,发光团的分子平面性和二面角通过范德华相互作用影响BHJ的堆叠,进而影响电荷传输。研究亮点:创新性引入APCNs作为多功能支架:利用其纳米相分离结构,成功将亲水性下转换发光团与疏水性PM6:Y6体异质结在空间上隔离,解决了材料不相容和能级不匹配问题。
近日,清华大学材料学院林红教授团队合作在柔性钙钛矿太阳能电池埋底界面二甲基亚砜残留去除方面取得重要研究进展。动态接触角,热重分析及红外光谱等综合分析表明IDPAC分子能够通过化学钝化削弱SnO2与PbI2对DMSO的吸附作用,从而获得埋底界面孔洞消除、残余应力应变松弛的高质量柔性钙钛矿薄膜。清华大学材料学院2022级博士生张子灵为论文第一作者,清华大学材料学院教授林红和厦门大学教授李鑫为论文通讯作者。
清华新闻网9月11日电金属卤化物钙钛矿因其优异的光电性能和溶液法加工特性,已成为光伏领域中最具发展前景的材料体系之一。近日,清华大学材料学院林红教授团队合作在钙钛矿太阳能电池埋底界面二甲基亚砜残留去除方面取得重要研究进展。清华大学材料学院2022级博士生杨剑飞为论文第一作者,清华大学材料学院教授林红和武汉大学教授王植平为论文通讯作者。
全钙钛矿串联太阳能电池在实现超越单结Shockley–Queisser极限的光电转换效率方面展现出巨大潜力。同时,均匀化Sn/Pb组分分布,有效缓解了长期照射下的结构退化问题。这一工作不仅揭示了Sn–Pb钙钛矿光致降解的结构与动力学机制,还提出了可推广至其他窄带隙体系的稳定化分子设计思路,为实现高效、长寿命全钙钛矿串联太阳能电池提供了重要的材料与方法学支撑。
针对这一问题,浙江大学陈红征团队创新性地采用三聚体受体TYT-S与分子静电势协同策略,成功优化低分子量聚合物PM6太阳能电池性能。该方案通过调控垂直相分布使激子解离位置向阴极偏移4.5nm,并延长分子预聚集时间33%,实现效率突破20.12%,较二元体系提升30%。深度精读图1:分子设计原理图1a展示PM6、Y6及三聚体TYT-S的化学结构,其中TYT-S的三臂设计是静电调控关键。
近日,东南大学徐晓宝/雷威的多维探测与智能识别团队开发出一种六英寸高纯度铅卤钙钛矿晶圆制备工艺,解决了钙钛矿大面积均匀性与缺陷控制的难题,实现了晶圆级异质结构工程,推动了高性能辐射成像系统的实际应用。该方法具有普适性,可拓展至多种钙钛矿体系,并实现异质结晶圆制备。东南大学电子科学与工程学院徐晓宝教授、李青教授、雷威教授为本文的共同通讯作者。
近日,东南大学徐晓宝/雷威的多维探测与智能识别团队开发出一种六英寸高纯度铅卤钙钛矿晶圆制备工艺,解决了钙钛矿大面积均匀性与缺陷控制的难题,实现了晶圆级异质结构工程,推动了高性能辐射成像系统的实际应用。该方法具有普适性,可拓展至多种钙钛矿体系,并实现异质结晶圆制备。东南大学电子科学与工程学院徐晓宝教授、李青教授、雷威教授为本文的共同通讯作者,博士生刘世林为本文的第一作者。





