基于添加剂涂层溶液的有机电池效率达到16.27%

来源:钙钛矿材料和器件发布时间:2025-08-04 11:38:16

韩国科学技术研究院(KIST)的科学家在有机光伏制造中使用介电添加剂,在环境湿度水平在 10% 至 70% 之间生产均匀的薄膜。研究人员表示,这种方法提高了有机太阳能电池的工艺稳定性。

图片:韩国科学技术院

韩国科学技术研究院的研究人员开发了一种新的基于介电添加剂的有机光伏涂层技术。该团队发现,无论季节湿度如何变化,他们的修改都可以可靠地制造有机光伏,有助于克服有机光伏制造过程中传统上对湿度的敏感性。研究人员的工作包括将低成本的介电添加剂香芹酮(Carvone,CV)引入光敏层溶液中。CV与有机受体材料(L8-BO)形成非共价复合物,增强了受体均匀微晶的形成和D18:N3:L8-BO混合物中的激子解离。


图片:韩国科学技术院

研究人员解释说,在刀片涂布过程中,CV的添加还诱导了强烈的向内马兰戈尼(Marangoni)流,从而实现了大面积的均匀形态。马兰戈尼效应由温度或浓度梯度引起的界面张力局部差异驱动的流动组成。通过这种修饰,研究人员能够在 10% 至 70% 的环境相对湿度下创建均匀的光敏薄膜。在测试中,采用CV工艺的大面积有机光伏电池在尺寸为20.33平方厘米的组件上实现了16.27%的功率转换效率。
研究人员声称,这是 20 平方厘米以上的有机太阳能组件所实现的最高效率之一,相比之下,使用传统方法制造的电池的效率为 15.1%。

图片:韩国科学技术院

研究人员计算出不同季节的效率变化在 ±2% 以内,低于商业级太阳能电池板中观察到的典型偏差。他们表示,他们的修改还带来了成本效益,因为它消除了对昂贵的干燥室设施的需求,制造商能够将添加剂混合到现有的涂料解决方案中,并无需修改即可使用当前设备。

该研究负责人 Hae Jung Son 评论说,该技术“为低成本、稳定和高性能的太阳能生产提供了一条可扩展的途径”。

“我们现在正在将这种方法扩展到叠层太阳能组件,并寻求与工业和全球研究合作伙伴的合作,”Son补充道。

随附的研究论文“Dielectric additive enables humidity-independent preparation of blend morphology for high-performance, large-area organic photovoltaics,”,发表在《焦耳》杂志上。

(消息来源:pv-magazine.com, Joule)


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