【科研专栏】陆仕荣EES:15.8% 效率的二元全小分子有机太阳能电池

发表时间:2021-11-30      点击次数:330

科研专栏 / ENLITECH


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第一作者:徐同乐,吕杰,杨可

通讯单位:陆仕荣

DOI:10.1039/d1ee01193f


能源类期刊Energy & Environmental Science (IF 38.532) 在近期发表一项研究。中国科学院重庆绿色智能技术研究院陆仕荣研究团队透过新型液晶小分子供体,实现 15.8% 效率的二元全小分子有机太阳能电池。


使用硒酚替代光伏材料可以改善分子间相互作用,并将相分离形态优化到理想状态。然而,对于已表现出高效率的液晶供体来说,这种替代策略的表现仍不清楚。由于这些结构优势的结合可能有助于实现先进的设备性能,因此,研究团队设计并合成了两种新型液晶小分子供体 L1 和 L2,以研究硒酚对液晶供体形态和光伏性能的影响。L1 和 L2 是以 benzo[1,2-b:4,5-b0]dithiophene (BDT) 为核心,两者之间的主要区别在于 BDT 的共轭侧链,包括具有噻吩 (thiophene) 基团的L1和具有硒吩 (selenophene) 基团的L2。


图表解析


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供体材料结构和光学特性


以 L1 或 L2 作为供体和 Y6 作为受体的全小分子有机太阳能电池 (ASM-OSC) 进行优化和研究。透过光焱科技太阳光模拟器,搭配 QE-R 量子效率测量系统进行光谱回应量测,研究结果显示,参考器件 L1:Y6 获得了 14.6% 的 PCE,L2:Y6 的器件产生了 15.8% 的出色 PCE。特别的是,即使 L2:Y6 的薄膜厚度高达 B300 nm,ASM-OSC 仍然可以产生不错的 14.3% PCE,超过了厚膜 (Z300 nm) OSC 的效率。


光焱科技量子效率测量系统除了用于太阳能电池的 EQE (External Quantum Efficiency) 光谱分析,同时对于太阳能电池在太阳光模拟器下的短路电流,也提供了 Jsc (short-circuit current density) 的比对,以证明实验的真确性。光焱科技的太阳光模拟器与 KA-6000 软件同时也提供了短路电流对时间变化的监控,以证明太阳能电池的稳定。


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光伏性能


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设备特性


推荐仪器

SS-X系列太阳光模拟器

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SS-X系列太阳光模拟器是一款A+光谱等级的超级太阳光模拟器。

  1. 具备更低的光谱失配误差,数据更好更准确,文献发表没困扰;

  2. 自动变光强测试分析理想因子n与更高的1sun;

  3. 更高的1sun维持工作时数与更简便的操作与维护。

QE-R 量子效率测试系统

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可信赖性

  1. 拥有ISO17025 量子效率光电校正实验室认证之设备制造商;

  2. 国际期刊提及之设备制造商;

  3. 量子效率量测仪 出货量超过五百台;

  4. 测量结果大量被高引论文及高影响因子期刊采用。


KA6000 测试软件

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KA6000 – *的钙钛矿电池 IV 测量和分析软件



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