聚合物光敏的小分子宽光谱有机太阳能电池的研究

基本信息
批准号:61405209
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:陈为超
学科分类:
依托单位:中国科学院青岛生物能源与过程研究所
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:仇萌,韩亮亮,孙亮,朱党强,欧阳丹
关键词:
宽光谱三组分聚合物体异质结小分子
结项摘要

Organic solar cells have attracted much attention from researchers, due to the advantages of simple processing, low production cost and so on, and thus the efficiency has been improved. However, compared with inorganic solar cells, organic solar cells' efficiency is still relatively low. One of the important factors limiting the efficiency is that the absorption spectrum of organic photovoltaic materials is narrow, and does not match well with the solar spectrum. In this study, the polymer and small molecule with complementary spectral are used as the donors and fullerene derivative (PCBM) is used as the acceptor to prepare for the ternary solar cell. Compared with the traditional ternary solar cells using the polymer: PCBM system as the host, we choose small molecule: PCBM system as the host to fabricate the type of solar cells. And the photoresponse could be enhanced by adding the polymer into the system. By choosing the solvent with different HSM (Hansen Solubility Parameters) values and the boiling point to control the film-forming process, the phase separated size and surface morphology of the active layer could be adjusted and the high efficient solar cells could be fabricated(换成expected?). The selection criteria of solvent could also be summarized based on the HSM value and the boiling point. This project will provide not only new ideas for the design and fabrication of ternary organic photovoltaic cell with wide spectrum, but also the scientific basis for the research on morphology of ternary solar cell.

有机太阳能电池由于其加工工艺简单,生产成本低等优点,受到科研工作者的广泛关注,其能量转换效率不断提高。然而与无机太阳能电池相比,其效率仍相对较低。限制其效率提高的一个重要因素是有机光伏材料吸收光谱窄,与太阳光谱不匹配,因此对太阳光谱利用率有限。本项目拟采用光谱互补的聚合物和小分子作为给体,富勒烯衍生物(PCBM)作为受体来制备三元太阳能电池。与此类电池以聚合物:PCBM为主体的传统方法相比,我们采用小分子:PCBM作为主体,通过添加聚合物制备三元器件,实现光响应范围的拓宽。通过选择不同HSP(Hansen Solubility Parameters)值和沸点的溶剂,控制成膜过程,调节三组分相分离尺寸以及表面形貌,制备高效率器件,并总结调控活性层所用溶剂对HSP值和沸点的选择标准。本项目的开展将为设计和制备高性能的宽光谱有机太阳能电池提供新思路,并为三元太阳能电池形貌调控提供科学依据。

项目摘要

有机太阳能电池由于其加工工艺简单,生产成本低等优点,受到科研工作者的广泛关注。然而与无机太阳能电池相比,其效率仍相对较低。限制其效率提升的 一个重要因素是有机光伏材料吸收光谱窄,与太阳光谱不匹配,对太阳光谱利用率有限。 本项目中我们主要从新型有机太阳能电池给体材料的设计出发,结合三组分有机太阳能电池器件的制备和研究工艺,致力于发展高效率、宽光谱的有机光伏电池器件。通过本项目,我们报道了一系列新型有机聚合物、小分子光伏给体材料,并且所制备的三组分有机光伏电池能量转换效率达到11.21%,是有机太阳能电池的最高效率之一。本项目为 设计和制备高性能的宽光谱有机光伏电池提供新思路,并为三元电池形貌的调控提供科学依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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