项目名称: 基于三元共混体系的小分子有机太阳能电池性能研究

项目编号: No.51473009

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 孙艳明

作者单位: 北京航空航天大学

项目金额: 85万元

中文摘要: 由于自身的特性,有机半导体材料的光谱吸收范围比较窄,限制了有机太阳能电池效率的进一步提高。通过分子设计与合成,可以将材料的光谱响应范围拓宽至近红外区域,但是基于这类材料的太阳能电池往往具有较低的开路电压,导致器件整体性能不高。叠层结构可以增加活性层对太阳光的吸收,提高电池的转换效率。但是复杂的器件结构和制备工艺,给叠层太阳能电池的制备带来很大困难。三元共混体系有机太阳能电池,通过利用两种不同带隙宽度的给体材料(分别为主体给体材料和近红外敏化染料材料),大幅度增加了其对太阳光的利用率。此外,这种器件结构比较简单,制备相对容易。由于对该类电池的工作原理认识不深,目前它的转换效率还比较低。本项目拟将选择一些高性能可溶液法加工的小分子材料,来制备三元共混体系小分子有机太阳能电池。通过对活性层聚集态结构和性能关系以及激子的产生和分离,载流子传输和复合等基础问题的研究,加深对这类电池工作机理的认识。

中文关键词: 有机太阳能电池;有机小分子;三元共混体系;溶液加工;能量转换效率

英文摘要: Owing to the molecular excitonic nature of the primary excitation, the absorption window of organic semiconductors is relatively narrow, which hinders the improvement of the power conversion efficiency (PCE) in organic solar cells. In order to overcome the absorption limitation and improve the light harvesting, novel low bandgap organic semiconductors would extend light absorption to near infrared (IR) region. However, solar cells based on these materials tend to have low open-circuit voltage. As a result, the overall PCEs of solar cells are low. Tandem device architectures have been demonstrated as a useful approach towards fabrication of high-efficiency solar cells, where two subcells are stacked in series and the individual photoactive layers have complementary absorption spectra. However, the complicated multilayer structure raises serious technical challenges in device fabrication. An elegant alternative strategy was realized to extend the spectral sensitivity of organic semiconductors into the near IR region by adding an IR sensitizer into the blend solutions of another wide-bandgap donor as the host donor and fullerene derivatives, the so-called organic ternary solar cells. This device is simple and can be easily fabricated. However, the power conversion efficiency is low due to a lack of understanding of the working principles of ternary organic solar cells. In this project, we will select several high-performance solution-processed small molecules and then fabricated ternary blend based small molecule solar cells. We will focus on the study of charge transfer,transport,recombination mechanisms and structure-property relationships of donors and acceptors in the ternary blend to gain deeper insight into the working principles of ternary organic solar cells.

英文关键词: Organic solar cells;organic small molecules;ternary blend;solution processing;power conversion efficiency

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

严新平院士:智能交通发展的现状、挑战与展望
专知会员服务
30+阅读 · 2022年3月17日
【AAAI2022】利用化学元素知识图谱进行分子对比学习
专知会员服务
27+阅读 · 2021年12月3日
专知会员服务
51+阅读 · 2021年10月16日
专知会员服务
42+阅读 · 2021年9月7日
《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书,32页pdf
专知会员服务
104+阅读 · 2021年6月8日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
【博士论文】解耦合的类脑计算系统栈设计
专知会员服务
30+阅读 · 2020年12月14日
【NeurIPS2020】可靠图神经网络鲁棒聚合
专知会员服务
19+阅读 · 2020年11月6日
人工神经网络在材料科学中的研究进展
专知
0+阅读 · 2021年5月7日
【材料课堂】TEM复杂电子衍射花样的标定原理
材料科学与工程
39+阅读 · 2019年4月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Age Optimal Sampling Under Unknown Delay Statistics
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
RIS-Assisted Cooperative NOMA with SWIPT
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
28+阅读 · 2021年10月1日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14日
小贴士
相关VIP内容
严新平院士:智能交通发展的现状、挑战与展望
专知会员服务
30+阅读 · 2022年3月17日
【AAAI2022】利用化学元素知识图谱进行分子对比学习
专知会员服务
27+阅读 · 2021年12月3日
专知会员服务
51+阅读 · 2021年10月16日
专知会员服务
42+阅读 · 2021年9月7日
《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书,32页pdf
专知会员服务
104+阅读 · 2021年6月8日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
【博士论文】解耦合的类脑计算系统栈设计
专知会员服务
30+阅读 · 2020年12月14日
【NeurIPS2020】可靠图神经网络鲁棒聚合
专知会员服务
19+阅读 · 2020年11月6日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员