多激子有机太阳能电池的光电转化过程及光、水、氧的稳定性研究

基本信息
批准号:51373189
项目类别:面上项目
资助金额:85.00
负责人:王鹰
学科分类:
依托单位:中国科学院理化技术研究所
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王辉,刘红艳,王会,周炳江,刘琳,孟令强
关键词:
光电转化有机太阳能电池激子的分裂
结项摘要

Organic photovoltaics (OPVs) attract much attention in these years due to their great economic and social benefits in the applications of clean energy. However, the low efficiency of OPV and their degragation in air limit the enhancement of the device performance and their application. In this project, the photophysical and electrical properties of the films based on the multiple exciton generation systems of RRa-P3HT,PPV and their mixtures with the fullerene derivatives are investigated by the steady and transient photophysical methods to discover the relationship between the photoelectric conversion and the film properties.The effect of light, water and oxygen on the photophysical and electrical properties of these films are also studied in detail to reveal the degragation mechanisms of the OPVs in air. All above will contribute to the enhancement of the photoelectric conversion efficiency and stability of OPVs.

由于有机太阳能电池(OPV)在清洁能源领域潜藏着巨大的经济和社会效益,近几年来受到广大研究者的广泛关注。然而,转化效率较低及老化机理方面的认识的不足已经严重制约了OPV器件性能的进一步提高和产业化发展。多激子有机半导体吸收一个光子形成的单线态激子在特定的条件下可以生成多个三线态激子,进而发生电荷分离得到多对电子/空穴对,极大提高OPV的光电转化效率。本项目拟针对多激子无规聚噻吩和聚对苯撑乙烯及其与富勒烯衍生物体系,利用表征稳态过程和瞬态过程的光物理方法,对薄膜光物理性质和电学性质开展系统研究,揭示器件光电转化过程及效率与薄膜性质的相关性;研究光、水和氧对薄膜光物理性质和电学性质的影响,揭示OPV器件对光/水/氧的老化机制,为提高OPV的光电转化效率及稳定性提供实验和理论依据及实施途径。

项目摘要

有机太阳能电池(OPV)转化效率低,稳定性不佳严重制约了OPV器件性能的进一步调高和产业化发展。本项目通过压强、自组装薄膜的修饰等方式调控钙钛矿薄膜的生长及性质,实现了高性能OPV电池,器件的效率达12.36%。试图合成激子裂分材料提高器件光电转化效率,意外发现了硫杂蒽酮类材料具有热激活延迟荧光特性,研究了该类TADF材料结构与其光物理特性的构效关系,并通过器件结构优化,获得了外量子效率达23%的高性能OLED器件。依托本项目已发表SCI论文10篇,待发表文章2篇,中国发明专利2项;培养博士研究生1名,联合培养硕士研究生4名。另有一名博士研究生,将于2018年毕业答辩。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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