以双层金属氧化物为界面层的非富勒烯太阳电池研究

基本信息
批准号:61804153
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:傅平
学科分类:
依托单位:中国科学院大连化学物理研究所
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王旭超,刘轩,涂丹丹,杨青
关键词:
界面层聚合物太阳电池组件双层金属氧化物非富勒烯
结项摘要

The interlayer is a crucial factor in the efficient and stable polymer solar cells (PSCs). Organic materials are often employed as interfacial materials to date. However, the properties of low charge mobility and thickness-sensitive are detrimental to the efficient and stable PSCs. In order to solve the two problems, we will exploit the double-layer metal oxides with high carrier mobility, thickness-insensitive, and low-temprature solution process as the interlayer, as well as the nonfullerene system with excellent optical absorption properties as the active layer for the efficient and stable PSCs. On the one hand, the easily tunable work function of double-layer metal oxides leads to well match with energy level of nonfullerene active materials, and contributing to the efficient and stable PSCs. Based on the deep research of these results, we will understand the key role of interlayer in the PSCs, and effectively deduce the principle of choice for the interfacial materials. On the other hand, the robust inorganic nature achieve very rapid carrier extraction even with 20-40 nm thick layers avoiding pinholes and eliminating local structural defects over large areas, providing a practical route for the large-area efficient and stable polymer solar cell modules.

界面层在高效稳定的聚合物太阳电池中至关重要。针对目前使用最多的有机界面材料较低的载流子迁移率以及厚度敏感的问题,本项目拟开展具有高载流子迁移率,厚度相对不敏感且可低温溶液加工的双层金属氧化物作为界面层,用于宽光谱响应的非富勒烯体系活性层制备高效稳定聚合物太阳电池组件的研究。双层金属氧化物作为界面层可实现界面功函的连续可调,使其与非富勒烯活性材料能级很好的匹配,提高电池的效率。通过深入研究界面处载流子的传输机制,揭示双界面层在提高电池效率中所起的关键作用,并为电池的界面材料选择提供有力的理论指导。同时利用无机界面材料厚度相对不敏感的优势,克服大面积制备薄膜存在针孔和局域缺陷的难题,为非富勒烯太阳电池组件的制备提供可行的技术路线。

项目摘要

界面层在高效稳定的聚合物太阳电池中至关重要。针对目前使用最多的有机界面材料较低的载流子迁移率以及厚度敏感的问题,本项目开展具有高载流子迁移率,厚度相对不敏感且可低温溶液加工的双层金属氧化物作为界面层,用于宽光谱响应的非富勒烯体系活性层制备高效稳定聚合物太阳电池组件的研究。双层金属氧化物作为界面层可实现界面功函的连续可调,使其与非富勒烯活性材料能级很好的匹配,提高电池的效率。不仅适用于光伏电池领域,在光电催化光电极的界面修饰仍具有改善光电催化性能的潜在优势。通过深入研究界面处载流子的传输机制,揭示双界面层在提高电池效率中所起的关键作用。同时利用无机界面材料厚度相对不敏感的优势,克服大面积制备薄膜存在针孔和局域缺陷的难题,初步制备太阳电池组件,为后续商业化应用提供可行的技术路线。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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