技术|有机太阳能电池效率创新纪录

来源:网络发布时间:2019-04-12 13:42:35

导读: 有机太阳能电池可以大面积生产,产量高,可采用半透明轻型柔性基材,很容易集成到服装、建筑外墙和窗户中。

 专用倒置块状异质结构,用于聚合物为基础的太阳能电池,同时可优化电池光源控制,提高设备的稳定性。(来源:比利时微电子研究所)

比利时微电子研究中心(IMEC),美国保尔佳公司(Polyera)和国际化工集团苏威公司(Solvay)创造了新的世界纪录,他们制备的聚合物为基础的单结有机太阳能电池,效率达到8.3%,这是因为采用了一种倒置设备栈。这些优异的性能表现标志着关键的一步,可以成功地使有机光伏电池商业化。

太阳能电力正逐步表现出成本竞争力,可以媲美传统主流能源,如煤炭,石油和核能。持续降低制造和安装成本,会使太阳能电池板进一步提升成本竞争力。有机太阳能电池有望解决这些问题,因为它们可以制成大面幅,具有高产量,可以采用轻型柔性基材,比如塑料或纺织品,这就大大降低了运输和安装成本。这也具有光学半透明性,可以使有机太阳能电池低成本集成到很多东西中,从服装到建筑外墙和窗户等,都可以。

比利时微电子研究所已开发出一种专用倒置块状异质结构,用于聚合物为基础的太阳能电池,同时可优化电池光源控制,提高设备的稳定性。采用这一架构,以及保尔佳公司的专用光敏层半导体,比利时微电子研究所和苏威公司的研究小组现在称,已证实转换效率达到8.3%。这是迄今报道的世界最高的认证效率,采用的是倒置式聚合物电池架构。

这项成果之前,曾报道过比利时微电子研究所的专用设备架构,说明这种可扩展的倒置设备架构适用于各种高分子材料。虽然需要进一步提高效率,延长使用寿命,以把这一有潜力的革命性技术推向市场,但是,倒置式设备架构具有很多商用方面的优势,胜过标准架构。因此,这一里程碑代表着另一方面的进步,就是可以制成商业上可行的有机太阳能电池板。

汤姆•埃尔瑙茨(Tom Aernouts)是比利时微电子研究所有机光伏研发组长,他说:“这些卓越成果源自苏威公司,比利时微电子研究所和保尔佳公司的密切协作。值得注意的是,看到了倒置式架构如何提高这些电池的性能。这表明,非常重要的是结合高挡设备技术和下一代材料,这就可以把有机太阳能电池推向市场。”


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201904/12/305292.html
责任编辑:yangran
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
西安交通大学马伟团队Angew:香豆素基挥发/非挥发性固体添加剂协同作用,助力有机太阳能电池效率突破20.3%!来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:27:12

针对这一挑战,湘潭大学、西安交通大学、西安科技大学等多个团队合作设计并合成了两种具有相似骨架的香豆素衍生物固体添加剂:挥发性C5与非挥性C6。结论展望本研究通过精准设计一对结构相似但挥发性迥异的香豆素衍生物添加剂,首次系统比较并揭示了挥发性与非挥发性固体添加剂在有机太阳能电池中的作用机制差异。

四川大学彭强团队NC:溶剂蒸汽扩散驱动多尺度预聚集策略,助力有机太阳能电池突破20.7%效率!来源:先进光伏 发布时间:2025-12-22 16:25:04

论文概览精确调控活性层形貌是提升有机太阳能电池效率的关键,但其复杂性使得实现可重复的最优结构极具挑战。针对此难题,四川大学彭强、徐晓鹏团队创新性地开发了一种溶剂蒸汽扩散策略。实现效率突破:将单结有机太阳能电池效率推升至20.7%以上,跻身世界最高效率行列。结论展望本研究成功开发并验证了一种基于溶剂蒸汽扩散的、用于精确调控非富勒烯受体多尺度预聚集的通用策略。

抑制PEDOT:PSS相分离以提升柔性全钙钛矿叠层太阳能电池效率来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-22 13:45:15

Empa、四川大学、国立清华大学、FluximAG、苏黎世联邦理工学院和斯洛伐克科学院的研究人员证明,超薄PEDOT:PSS中的垂直相分离会产生界面偶极,限制柔性钙钛矿叠层电池性能,而将曲拉通加入PEDOT:PSS可抑制这些偶极子并提升器件效率。柔性全钙钛矿叠层太阳能电池和微型模块。本研究不仅揭示了PEDOT:PSS中界面偶极子作为钙钛矿叠层中的隐藏损耗机制,还提供了一种可扩展的克服方法。

常州大学朱卫国Advanced Materials:通过挥发性形态导向器的双相调控使阱抑制有机太阳能电池效率达到20.6%来源:先进光伏 发布时间:2025-12-18 11:07:59

针对这一问题,常州大学朱卫国课题组提出了一种基于挥发性固体添加剂1,3-二溴-5-碘苯的双相协同调控策略。该研究以“Dual-PhaseRegulationviaaVolatileMorphologyDirectorEnablesTrap-SuppressedOrganicSolarCellswith20.6%Eciency”为题发表在顶级期刊AdvancedMaterials上。径向分布函数与FT-IR光谱进一步证实了DBI优先与PM6的给体骨架发生非共价相互作用。时间演化分析显示适量DBI可促进PM6预聚集并同时抑制Y6的过度聚集。IR-AFM形貌图直观证实,适量DBI诱导形成了清晰、互穿的双连续相分离结构,而过量添加剂则导致相边界模糊、形成孤立域。

山东大学高珂AM:铂-复合物接受体调节介电常数和激子-振动耦合,适用于高效有机太阳能电池,且能量损失降低来源:先进光伏 发布时间:2025-12-18 11:05:22

针对这一痛点,山东大学高珂团队联合多所高校设计合成了一种铂配合物基非富勒烯受体,通过分子结构调控实现介电常数提升与激子-振动耦合抑制的双重目标。研究意义能量损失调控新策略:通过金属配合物受体同时调控介电常数和激子-振动耦合,为降低OSC电压损失提供了明确的分子设计思路。通过FTPS-EQE与电致发光谱进一步量化了各损失分量,证明PH1D通过提升介电常数和抑制激子-振动耦合,是实现低能量损失的关键。

Nat Commun:有机太阳能电池突破20%效率!稠环异构化调控非卤化有机太阳能电池的分子堆积与器件性能来源:知光谷 发布时间:2025-12-17 11:19:27

分子骨架几何结构的微小变化影响有机太阳能电池中的分子间相互作用与性能。本文香港理工大学罗正辉等人研究了三种异构小分子受体,以揭示不同稠环构型如何调控分子堆积、电子耦合和薄膜形成。原位光学测量显示,NaO1在成膜过程中促进快速且连续的结构演化,形成平滑的形貌和均匀的相分布。我们的研究结果凸显了稠环异构化如何决定有机太阳能电池中结构-堆积-性能之间的关系。

带有立体互补设计的钙钛矿-硅叠层太阳能电池效率达到32.3%来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-15 21:48:44

中国研究人员开发了采用立体互补界面设计的钙钛矿-硅叠层太阳能电池,实现32.12%的认证效率并提升长期稳定性。该策略优化了钙钛矿晶格中的分子适配,提高了电荷传输和器件寿命。

AFM:利用聚合物添加剂调控分子取向,实现效率达20.2%的双层有机太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-15 18:11:01

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。

大阪大学Akinori Saeki团队Angew:手性双面非富勒烯受体实现自旋选择性,推动有机太阳能电池性能突破来源:先进光伏 发布时间:2025-12-13 00:29:01

不对称分子设计是提升非富勒烯受体(NFA)性能的有效策略之一,但以往研究多集中于横向(左右)不对称性。大阪大学Akinori Saeki团队创新性地提出了双面不对称(bifacial)的手性分子设计策略,合成并研究了基于茚并二噻吩(IDT)核心的手性NFA分子:(S,S)-IE4F与(R,R)-IE4F。该设计不仅在垂直方向引入偶极矩,还赋予分子手性,首次在有机太阳能电池(OSC)的体异质结中实现了显著的手性诱导自旋选择性(CISS)效应(自旋极化率高达~70%)。基于纯手性分子构筑的OSC器件取得了8.17%的光电转换效率,是其非手性异构体(meso-IE4F,效率2.36%)的三倍以上。该研究以“Chiral Bifacial Non-Fullerene Acceptors with Chirality-Induced Spin Selectivity: A Homochiral Strategy to Improve Organic Solar Cell Performance”为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》。

中南大学邹应萍团队AM:通过构象锁定大环受体实现高光致发光量子产率,推动大环受体体系效率突破17%来源:先进光伏 发布时间:2025-12-13 00:24:40

传统有机太阳能电池(OSCs)中,非辐射复合损失严重制约了其效率提升。近年来,大环π共轭结构因其可抑制分子振动、增强发光特性而备受关注,但其聚集行为往往不利于电荷传输。中南大学邹应萍团队 设计并合成了系列构象锁定的环状受体分子RCM-C6、RCM-C5、RCM-C4,通过调控烷基链长度优化分子平面性与堆积行为,在显著提升光致发光量子产率(PLQY > 14%)的同时,实现高效电荷传输,最终构筑出效率高达17.1%的OSC器件,创下大环受体体系效率纪录。该研究以“Conformationally Locked Macrocyclic Acceptors with Enhanced Photoluminescence for High-Efficiency Organic Solar Cells”为题发表于《Advanced Materials》。

牛津大学Snaith | Nature发文:钙钛矿是很有前景的太阳能电池材料,结合多个钙钛矿层的太阳能电池效率超过 30%!来源:钙钛矿太阳能电池之基石搭建 发布时间:2025-12-12 23:24:00

屋顶太阳能电池板通常由晶体硅制成,其光电转换效率约为 25%。金属卤化物钙钛矿作为一类半导体材料,被认为是极具潜力的下一代太阳能电池材料,有望实现单晶硅电池难以企及的转换效率。采用钙钛矿制备叠层太阳能电池是一种前景尤为广阔的技术路径,这类电池的核心设计是将多种不同的光活性材料进行分层堆叠。