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具有納微分級形態和大光接收角的全聚合物有機太陽能電池

 更新時間:2023-08-04 點擊量:326
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主要內容 ABSTRACT


生活環境中的分布式光伏全天以不同的入射角度收集陽光,如需降低對安裝外形的要求則需要開發具有更大光接收角的平面太陽能電池。

在這篇文章中,上海交通大學劉烽教授等人通過研究證明,將納米相分離集成在微米表面拓撲結構中的薄膜有機光伏技術是一種理想的解決方案。全聚合物太陽能電池通過新開發的順序處理,顯示出大幅度的分級形態,促進了激子到載流子的轉換。

納米纖維給體-受體網絡和微米級光場捕獲結構的結合使效率達到19.06%(經認證為18.59%),這是迄今為止全聚合物太陽能電池的最高值。此外,微米大小的表面拓撲結構也有助于形成大的光接收角。與平面形態器件相比,分級形態器件的功率增益提高了30%。這些結果表明,具有分級特征的全聚合物太陽能電池由于其安裝要求低,適合分布式光伏的商業應用。


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圖1. 表面拓撲的過去和現在及其對器件功能的意義


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圖2. 材料和裝置性能


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圖3. 納米級原纖維結晶形態特征


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圖4. 微尺度表面光學形態特征


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圖5. 超快工藝和設備物理特性
材料與方法 MATERIALS AND METHODS
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Keithley 2400 Source在AM1.5G(100mW cm-2)照射下,使用150W太陽光模擬器 DM-40S3(XES-40S3 在室溫下測量J-V曲線。Keithley 2400 Source Measure Unit沿?0.2至1V的正向掃描方向測量J–V特性,掃描步長為50mV,停留時間為10ms。


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文獻信息 NATURE COMMUNICATIONS

All-polymer organic solar cells with nano-to-micron hierarchical morphology and large light receiving angle

Rui Zeng, Lei Zhu, Ming Zhang, Wenkai Zhong, Guanqing Zhou, Jiaxing Zhuang, Tianyu Hao, Zichun Zhou, Libo Zhou, Nicolai Hartmann, Xiaonan Xue, Hao Jing, Fei Han, Yiming Bai, Hongbo Wu, Zheng Tang, Yecheng Zou, Haiming Zhu, Chun-Chao Chen, Yongming Zhang & Feng Liu*


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