叠层太阳电池的研究进展

由不同禁带宽度的子电池组合成的叠层太阳电池,可以有效增加太阳电池对入射光子的能量吸收,以达到提高其转换效率的目的.本文评述了各类叠层光伏器件,如化合物叠层太阳电池、硅基叠层太阳电池、聚合物叠层太阳电池和染料敏化叠层太阳电池的光伏性能与研究进展,并提出了提高叠层太阳电池转换效率提高的某些技术对策.     

柔性CZTSSe薄膜太阳电池的制备及扩散阻挡层对其性能影响的研究

在不锈钢衬底上,采用溶胶-凝胶后硒化退火工艺制备CZTSSe薄膜并构建成太阳电池器件.采用扫描电镜、X射线能量色谱仪和太阳电池测试系统对薄膜和柔性电池器件进行表征.研究结果表明:通过对比,430钢上制备的CZTSSe吸收层最符合制备高性能器件的要求;研究了不同扩散阻挡层对器件性能的影响,其中Ti阻挡层不仅可以促进CZTSSe晶粒长大,还可以显著提高电池的短路电流和填充因子,对电池的转换效率有大幅的提升,并最终获得了转化效率为1.19%的柔性CZTSSe薄膜太阳电池.     

聚合物太阳电池研究：引领行业前景广阔

近来,由国家杰出青年基金获得者吴宏滨教授和中国科学院曹镛院士研究组完成的聚合物太阳电池研究项目入选科技部基础研究管理中心发布的2012年度“中国科学十大进展”,该研究团队在华南理工大学高分子光电材料与器件研究所首创并具有自主知识产权的水／醇溶性聚合物太阳电池界面调控材料与技术的基础上,     

真空退火处理对光敏薄膜及聚合物太阳电池性能的影响

采用掺锡氧化铟玻璃作为衬底,制备了聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1-4-苯撑乙烯]光敏薄膜及其器件,研究了退火处理对薄膜形貌和光电性能的影响.透射光谱和AFM研究表明,退火处理改善了薄膜的表面形貌、降低了薄膜的光学能隙.另外,通过分析器件伏安特性发现,退火处理有助于提高薄膜的电导率和载流子迁移率.这些实验结果对于提高聚合物太阳电池的能量转换效率、改善器件的光伏性能具有非常重要的意义.     

活性层薄膜结构对有机光伏器件性能的影响

用P3HT作为电子给体,PCBM作为电子受体,制备了分层(单异质结)和共混(体异质结)2种不同结构的太阳电池,对其光电特性进行了表征,分析比较了不同结构对器件性能影响的物理机制.结果表明:所制备器件的开路电压分别为0.521 V和0.581 V,能量转换效率分别为0.67%、1.98%,体异质结结构可有效地改善太阳电池的输出特性.     

基于喷涂工艺的反向聚合物太阳电池的制备

本文采用喷涂工艺制备了结构为Glass or PET/ITO/ZnO/P3HT:PCBM/VOX/Ag的刚性或柔性反向聚合物太阳电池,其效率可与正向电池相媲美。首先将TIPD喷涂在ITO基底上作为电子传输层,然后依次喷涂P3HT:PCBM溶液和氧化钒前驱体溶液(VO)X,最后蒸镀150 nm的银作为阳极。结果表明:在一定厚度范围内,器件效率对厚度不敏感,易于大面积工艺制备;VOX层可以显著提高器件效率,然而过厚将会导致器件短路电流急剧下降。通过优化喷涂参数和热退火处理,获得了1.7%的器件效率。     

基于喷涂工艺的反向聚合物太阳电池的制备

本文采用喷涂工艺制备了结构为Glass or PET/ITO/ZnO/P3HT∶PCBM/VOX/Ag的刚性或柔性反向聚合物太阳电池,其效率可与正向电池相媲美.首先将TIPD喷涂在ITO基底上作为电子传输层,然后依次喷涂P3HT∶PCBM溶液和氧化钒前驱体溶液(VOx),最后蒸镀150 nm的银作为阳极.结果表明:在一定厚度范围内,器件效率对厚度不敏感,易于大面积工艺制备;VOx层可以显著提高器件效率,然而过厚将会导致器件短路电流急剧下降.通过优化喷涂参数和热退火处理,获得了1.7％的器件效率.     

聚合物分散液晶器件的制备与电光性能

为探索智能变色伪装材料技术途径,采用光引发聚合物相分离的方法制备了聚合物分散液晶(PDLC)器件,研究了聚合物含量对PDLC器件微观形貌和电光性能的影响,考察了液晶盒厚对PDLC器件电光性能的影响.结果表明,当聚合物含量为40％,液晶盒厚为9.8 μm时,PDLC器件工作电压低、对比度高、性能稳定,对制备柔性变色智能伪...     

无镉ZnO缓冲层的柔性CZTSSe太阳电池

针对铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳电池中CdS缓冲层带隙较小造成光损耗和Cd元素的毒性问题,提出无镉环保型CZTSSe太阳电池,分别采用溅射法和旋涂法来制备ZnO薄膜以替代CdS缓冲层.薄膜形貌表征及器件性能测试表明,相比旋涂法,溅射法制备的ZnO的薄膜质量及其CZTSSe器件性能明显更好,器件的光电转换效率（PCE）从1.0%提升到4.5%.同时,相比于CdS（E_g=2.4 eV）, ZnO具有更大的带隙（E_g=3.3 eV）,去除CdS膜层后,薄膜和器件在蓝光区具有更高的透光率和更好的光吸收.该设计为制备柔性CZTSSe太阳电池提供了一种新策略.     

光交联型窄带隙共聚物的合成及其对本体异质结聚合物太阳电池稳定性的影响

本体异质结聚合物太阳电池的活性层通常是由聚合物给体和富勒烯受体通过机械混合而成,活性层的聚合物和富勒烯分子从热力学角度倾向于各自聚集,由此形成的纳米微相分离结构是热不稳定的,造成电池稳定性较差。为了提高活性层薄膜形貌稳定性,本文设计并合成出新型的溴基团取代的光交联型窄带隙聚合物PBDTTT-Br25和PBDTTT-Br50。经光引发交联后的聚合物薄膜表现出良好的抗溶剂性和形貌稳定性,且不影响聚合物分子排列及载流子传输性能。通过研究热退火对共混膜形貌的影响,发现使用光交联材料可以有效抑制富勒烯分子聚集,并提高聚合物太阳电池的热稳定性。基于PBDTTT-Br25和PBDTTT-Br50的器件光电转换效率分别为5.17%和4.48%,相比于基于聚合物PBDTTT的器件效率(4.26%),性能得到明显的提高。     

RTP硅太阳电池的研究进展

用快速热处理(RTP，Rapid Thermal Processing,)制备太阳电池p—n结开辟了一种新的低成本技术。这些年许多科研机构对RTP系统的设计、RTP快速扩散模型、RTP制作器件做了深入的研究。文章主要介绍了RTP快速扩散模型和回顾了RTP硅太阳电池的发展过程，提出了RTP硅太阳电池研究的一些发展方向。     

光交联型窄带隙共聚物的合成及其对本体异质结聚合物太阳电池稳定性的影响简

本体异质结聚合物太阳电池的活性层通常是由聚合物给体和富勒烯受体通过机械混合而成,活性层的聚合物和富勒烯分子从热力学角度倾向于各自聚集,由此形成的纳米微相分离结构是热不稳定的,造成电池稳定性较差。为了提高活性层薄膜形貌稳定性,本文设计并合成出新型的溴基团取代的光交联型窄带隙聚合物PBDTTT-Br25和PBDTTT-Br50。经光引发交联后的聚合物薄膜表现出良好的抗溶剂性和形貌稳定性,且不影响聚合物分子排列及载流子传输性能。通过研究热退火对共混膜形貌的影响,发现使用光交联材料可以有效抑制富勒烯分子聚集,并提高聚合物太阳电池的热稳定性。基于PBDTTT-Br25和PBDTTT-Br50的器件光电转换效率分别为5．17％和4．48％,相比于基于聚合物PBDTTT的器件效率（4．26％）,性能得到明显的提高。     

Si纳米线光伏器件的研究进展

Si纳米线具有良好的光吸收和减反射特性,能够和现有Si工艺较好地兼容以及降低电池成本等优势,在太阳电池方面具有潜在的应用.介绍了Si纳米线径向p-n结、轴向p-n结、聚合物混合异质结和肖特基结等太阳电池的结构、制备、光伏特性等研究进展,同时指出Si纳米线结构太阳电池研究中需要解决的一些问题,并对今后的发展方向进行了展望.     

器件结构对有机薄膜器件负电阻性能的影响

研究了有机染料掺杂聚合物薄膜器件的J－U特性，发现存在明显的负电阻现象，制备了不同结构的有机染料掺杂聚合物薄膜器件进行了能级分析，表明载流子的不平衡流入对器件J－U曲线负电阻特性影响显著。     

有机/无机杂化太阳电池的研究述评

有机/无机杂化太阳电池综合了半导性聚合物和无机半导体纳米材料的优点,理论效率高,成为人们研究的热点。介绍了有机/无机杂化太阳电池研究背景、结构及工作机理,从半导性聚合物给体材料、无机半导体受体材料及相界面修饰材料的角度对杂化太阳电池的发展进行了讨论,展望了有机/无机杂化太阳电池的未来发展趋势。     

基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征

为了得到一种新型高效的聚合物太阳能电池材料,通过Stille聚合反应合成了一种以噻唑并噻唑为电子受体单元和硅基联噻吩为电子给体单元的交替共轭聚合物(PTTz-Si)。这种聚合物具有较窄的光学带隙(1.77eV)、较高的热稳定性以及比较宽泛的紫外可见吸收光谱,其良好的溶解性保证了可以通过溶液加工制备成有机太阳能电池器件,是一种潜在的聚合物太阳能电池活性层供体材料。通过核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、紫外可见吸收光谱、凝胶渗透色谱和电化学等测试方法对该聚合物进行了表征,并且将聚合物与PC71CM共混制备聚合物太阳能电池器件,获取0.76%的光电转化效率。     

基于噻唑并噻唑结构的共轭聚合物太阳能电池材料的合成与表征简

为了得到一种新型高效的聚合物太阳能电池材料,通过Stille聚合反应合成了一种以噻唑并噻唑为电子受体单元和硅基联噻吩为电子给体单元的交替共轭聚合物（PTTz-Si）。这种聚合物具有较窄的光学带隙（1．77 eV）、较高的热稳定性以及比较宽泛的紫外可见吸收光谱,其良好的溶解性保证了可以通过溶液加工制备成有机太阳能电池器件,是一种潜在的聚合物太阳能电池活性层供体材料。通过核磁共振氢谱、碳谱、热重分析、紫外可见吸收光谱、凝胶渗透色谱和电化学等测试方法对该聚合物进行了表征,并且将聚合物与PC71 CM共混制备聚合物太阳能电池器件,获取0．76％的光电转化效率。     

华南理工大学以首席科学家单位获批一项“973”计划研究项目

<正>科技部公布了《关于国家重点基础研究发展计划2014年项目立项的通知》(国科发基[2013]627号),以华南理工大学为首席科学家单位的"高效有机/聚合物太阳电池材料与器件的研究"获批立项。该项目的获批,使学校牵头获批的"973"项目增至6项。该项目依托华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室,由国家杰出青年基金获得者黄飞教     

中科院院士、华南理工大学曹镛教授:像印报纸一样印出有机发光显示屏

正手机、电子书,可以像纸一样折叠、卷曲起来放在口袋里;电视机显示屏及太阳电池板是柔性的,可以像印报纸一样印出来。这并非是科幻电影里的桥段,中国科学院院士、华南理工大学教授曹镛带领团队长期致力于有机高分子平板显示器、白光照明及高分子太阳电池相关材料与全印刷器件制备研究,正在努力将此理想一步一步变为现实。曹镛院     

喷墨打印制备全氟化离聚物掺杂空穴注入层有机发光二极管阵列

为了提升印刷器件的性能,从印刷OLED显示像素制备的需求角度出发,采用喷墨打印工艺在像素坑中精准沉积含全氟化离子交联聚合物掺杂的空穴注入层PEDOT∶PSS∶PFI来提高空穴注入效率,而后在其上蒸镀其他功能层得到OLED像素阵列器件。与喷墨打印制备的PEDOT∶PSS空穴注入层器件对比发现,含全氟化离子交联聚合物掺杂空穴注入层的器件具有较好的发光均匀性,器件最大亮度达到4 325 cd/m²,最大电流效率达到5.5 cd/A。研究结果为多层印刷OLED显示器件的制备积累经验。