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山東大學杜曉艷AM:抑制聚合物給體中自由基的產生提升有機太陽能電池的光穩定性

發表時間:2024-12-12 15:51

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主要內容

隨著單結有機太陽能電池(OSC)的光電轉換效率(PCE)不斷攀升至20%以上,其規模化生產的潛力日益凸顯,并成為研究界競相追逐的熱點。然而,在追求高效率的同時,如何確保OSC器件的高穩定性,成為推動其工業化進程的關鍵所在。


山東大學物理學院的 杜曉燕教授及其科研團隊,在這一領域進行了深入探索。他們專注于采用非鹵化溶劑在空氣中通過刀片涂覆技術制備的有機太陽能電池(OSC),并在一個較廣泛的厚度范圍內,對其穩定性進行了全面的研究。研究結果顯示,在光熱應力條件下,短路電流密度的損失程度與加工條件密切相關。具體而言,當單位厚度內結晶相比例較低時,器件更易產生陷阱態,導致電荷收集效率顯著下降。通過老化過程中的光化學、光物理和形態學表征,研究團隊進一步發現,活性層中無定形結構比例較高的區域,PM6分子內自由基的生成速率明顯加快,成為導致OSC器件性能衰退的主要原因。


因此,提高活性層薄膜的結晶度,以有效抑制聚合物基體中的自由基生成,成為提升OSC器件光熱穩定性的重要途徑。這一發現不僅為OSC技術的進一步發展提供了有力支撐,也為推動其工業化應用奠定了堅實基礎。通過持續的研究和優化我們有理由相信,OSC技術將在未來能源領域發揮更加重要的作用。

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文獻信息

Enhance Photo-Stability of Up-Scalable Organic Solar Cells: Suppressing Radical Generation in Polymer Donors

Mengfei Xiao, Chen Wang, Yujie Xu, Wenqing Zhang, Zhen Fu, Jiawei Qiao, Hao Wang, Xinxin Xia, Maojie Zhang, Wei Qin, Xiaotao Hao, Xiaoyan Du

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202412746


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