溶剂添加剂对体异质结太阳能电池的影响

体异质结太阳电池因其高效率特点受到了研究者的极大关注。使用添加剂DIO应用于MEH-PPV∶PCBM结构中,改善活性层形貌。最终得到了在DIO浓度为20 mg/ml的时候器件短路电流密度最大(JSC=8.74 mA/cm2),器件效率最高(PCE=2.44%),相比没有使用DIO的情况效率提升了55.4%。

含二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]氧膦杂环戊二烯共轭聚合物的合成及其在薄膜晶体管和体异质结太阳能电池中的应用

采用Stille缩聚反应,合成了3,5-二烷基-二噻吩并[3,2-b:2',3'-d]氧膦杂环戊二烯与二联噻吩的共聚物P1和P2,系统研究了它们的热性能、电化学性质和光物理性质.结果表明,这2个聚合物具有良好的热稳定性,热分解温度均大于400℃;薄膜的最大吸收峰位于590 nm,光学带隙为1.76 eV.将P1和P2作为活性层制备了薄膜晶体管和体异质结太阳能电池,发现带有较长烷基链的P2的器件性能较好.在底栅、顶接触结构的薄膜晶体管中,P2的空穴迁移率最高达到0.0077 cm2V-1s-1;在AM 1.5 G 100 mW/cm2光照条件下,P2的光伏电池的开路电压为0.68 V,短路电流为7.9 mA/cm2,填充因子为52%,能量转换效率为2.8%.

基于P3HT:PCBM体异质结的正置和倒置太阳能电池性能的数值研究

采用基于传输矩阵法的光学模型模拟活性层为P3HT:PCBM的太阳能电池,研究了器件结构以及活性层厚度对其光学性能的影响,并分析了相关原因。研究结果表明短路电流密度随活性层厚度增加而增大,倒置结构器件性能优于正置结构器件。由于光的干涉作用,结构不同的器件中光电场强度呈现不同的分布,对于器件性能有很大的影响。通过计算得出了两种结构中短路电流密度随活性层厚度的变化规律,优化了器件的结构。计算结果表明当器件为倒置结构,且活性层厚度为225nm时,器件性能最优,此时短路电流密度为15.5mA/cm2,效率为5.77%。

基于芴-苯并噻二唑的小分子光伏材料合成与性能

成功设计并合成了以三键为桥键,苯并噻二唑为受体(A)单元,二己基芴为给体(D)单元的D-π-A-π-D型小分子光伏材料FLEBT,利用核磁、高分辨质谱对该化合物进行了结构表征.FLEBT的光学性能和电化学性能分别通过紫外-可见光谱及循环伏安法进行测定.结果显示,FLEBT在有机溶剂中具有较好的溶解性和成膜性,具有较强的分子内电荷迁移(ICT)特征、较宽的紫外-可见吸收范围,并具有与受体材料PC61BM相匹配的电子能级.因此利用FLEBT为给体材料,PC61BM为受体材料,通过溶液过程加工法制作了体异质结(BHJ)太阳能电池,初步探索了材料的光伏性能.在模拟太阳光AM 1.5G(100mW·cm-2)下,器件开路电压(Voc)为0.72V,短路电流(Jsc)为0.93mA·cm-2,光电转换效率(PCE)为0.18%.研究结果表明,这类小分子是一种潜在的有机小分子光伏材料.

二吡咯亚甲基(DPM)类染料在有机光电器件中的应用研究进展

二吡咯亚甲基(DPM)和氮杂二吡咯亚甲基(ADPM)类功能材料具有良好的光电性质,这些发色基团及其分别通过与BF2螯合得到的BODIPY和Aza-BODIPY是众所周知的良好的荧光剂,其在有机光伏(OPV)器件方面得到了广泛应用。详述了基于DPM和ADPM结构物质的设计、合成方法和光物理性质研究,总结当前研究进展,展望应用于下一代小分子和体异质结太阳能电池的基于DPM和ADPM结构的有机光伏的设计方向。