有机太阳能电池

摘要： 有机太阳能电池受益于非富勒烯受体的发展,能量转换效率已跃升至18%左右1,器件效率的进一步提升决定于光电荷产生、输运和收集过程中的量子效率。光激发载流子的动力学过程的研究,不仅能阐述基本工作原理,也为器件优化提供新思路。在有机给、受体共混体系中,光激发单线态激子拆分成的电子空穴,通过双分子复合有一定几率重新形成界面激子,其中界面电荷转移三线态(3CT)通过系统中能量较低的三线态复合。

摘要： 计算了并五苯及其取代物不同结构的基态能量和激发态性质。发现同一溶剂下6,13-二苯基并五苯比6,6,13,13-四苯基并五苯发生蓝移。与在真空状态相比,并五苯在不同溶剂下均发生蓝移。同时,通过并五苯及其取代物的轨道分布图,研究其苯环取代基对分子局域的影响及轨道跃迁方式。

摘要： 活性层形貌对有机光伏器件性能有重要影响,在本体异质结(BHJ)结构中,活性层微观形貌复杂,难以精确调控。相比之下,顺序加工P-i-N结构可以单独加工给/受体,使得形貌调控更简单易行。然而,目前顺序加工形貌优化的相关机理研究相对缺乏,不利于其在大面积器件中的应用。基于此,采用顺序刮涂制备了基于PM6/Y6体系的P-i-N结构器件,并对其基于形貌优化提高器件性能的机理进行了研究。与BHJ结构相比,顺序刮涂薄膜从阳极到阴极形成了给体富集相/共混相/受体富集相的梯度分布结构;同时,顺序刮涂有效提升了给/受体的结晶性。梯度分布结构和结晶性的协同优化使得器件中的电荷迁移率更加平衡,载流子复合减少,电荷收集效率提高,因此获得了最高15.84%的光电转化效率(BHJ结构15.16%)。更为重要的是,通过进一步优化大面积顺序刮涂工艺,活性层形貌缺陷减少,从而有效降低了大面积器件效率损失。以上结果表明了顺序刮涂策略在实现活性层形貌优化和制备高效大面积器件方面的巨大潜力。

摘要： 全球性的环境与能源危机已成为可持续发展必须面临的重要问题,开发清洁可再生能源以替代传统化石能源成为当今社会关注的焦点之一。其中,利用太阳能电池将太阳能转化为电能是清洁可再生能源领域最有前景的解决方案。在众多太阳能电池技术中,有机太阳能电池因具有质量轻、原材料来源广泛、成本低、机械柔性好、可采用湿法制备成大面积器件等优势而备受关注。开发高性能的电子给、受体材料以及界面材料是进一步提升有机太阳能电池光电转换效率的关键。其中,金属络合物因其较高的三线态激子密度、较长的激子寿命以及较高的荧光量子产率而引起广泛的研究兴趣。近年来,金属络合物材料越来越多地被用在有机太阳能电池中,并使器件获得了较高的性能。从金属络合物的给体材料、受体材料、添加剂以及界面材料4个方面对金属络合物材料在有机太阳能电池中的应用做简要介绍,探讨这些金属络合物“结构-性质”之间的关系,并对其未来在有机太阳能电池应用方面的发展进行展望。

摘要： 主要采用密度泛函理论研究四种氟取代苯并噻二唑材料的分子结构、轨道能级和吸收光谱性质。分析表明,引入氟原子后,相应的碳-碳键键长会缩短。而且氟原子数目的增加会导致其吸收光谱发生蓝移,进而影响其光电性质。

摘要： 有机太阳能电池的异质结界面是影响其性能的一个重要因素.以氧化锌/碳酸铯作为双电子传输层,改善电子传输层与活性层的界面接触并提高电子传输能力.利用溶胶-凝胶法制备OSCs器件,通过优化的双电子传输层,使基于PTB7-Th:PC_(71)BM的OSCs器件的最高效率达到了8.08%,其相较于ZnO电子传输层器件提高了10.68%.实验表明,由于ZnO/Cs_(2)CO_(3) ETLs具有最佳的表面形貌和光吸收,其填充因子、短路电流密度和电子迁移率都显著提升.这种ZnO/Cs_(2)CO_(3)双电子传输层为OSCs性能改善提供了新的思路.

摘要： 研究PBnDT-HATZ及其F原子取代物的结构,比较各结构之间的键长区别。计算PBnDT-HATZ及PBnDT-HATZF原子取代物在真空、水、苯、乙腈和氯仿中的光谱图,分析不同物质结构在不同溶剂中的光学性质,而在不同溶剂中,由于各溶剂的极性不同,会导致其吸收峰蓝移。

摘要： 稳定自由基化合物由于其特有的顺磁性和自旋性,可实现对太阳能电池中激子拆分、电荷分离、电荷迁移、非辐射复合损失等载流子动力学过程的调控,从而提高太阳能电池的光电转化效率。由于能在空气中稳定存在的自由基种类相对较少,尤其缺乏具有普适性的能优化光伏器件性能的稳定自由基化合物,因此其在太阳能电池中应用的相关研究也并未受到广泛关注。主要综述了目前已报道的稳定自由基在太阳能电池中的主要应用类型,提出了目前出现的主要问题,并对有机自由基化合物未来在有机太阳能电池领域可能的发展方向做出了展望。

摘要： 近年来,得益于非富勒烯受体的发展,有机太阳能电池的光电转换效率取得重大突破。然而,同时兼具高稳定性、低成本和高效率的有机光伏材料与器件仍具挑战,成为其商业化应用的制约瓶颈。在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,中科院化学研究所有机固体院重点实验室研究员朱晓张课题组在n-型光伏材料与器件研究方面开展深入研究,发展了系列高性能光伏受体材料,并构筑了系列高性能光伏器件。

摘要： 作为一种成本低廉、工艺简单、可柔性加工的储能器件技术,有机太阳能电池已经成为新型太阳能电池领域的重要发展方向。解决活性层材料的设计、入射光调控结构的应用及传输层界面的修饰问题,提升光电转化效率是目前有机太阳能电池的研究热点。综述了有机太阳能电池的研究进展,包括有机太阳能电池的设计与制备、界面缓冲材料设计及给体/受体材料改性研究,并展望了有机太阳能电池未来的发展方向。

摘要： 有机太阳能电池具有特殊的优势,如可实现柔性器件大面积制备等.有机太阳能电池中活性层材料的性质对太阳光的吸收效率、载流子传输速率等具有重要影响性,是决定电池光电转换效率的关键因素.本文主要围绕有机太阳能电池活性层材料的设计、合成与性能分析做了一系列工作.本文主要围绕有机太阳能电池活性层材料的设计、合成与性能分析做了一系列工作。首先，以含侧链共轭噻吩的苯并二噻吩(TBDT)为给体单元，苯并噻二唑(BT)及氟化苯并噻二唑(ffDTBT)为受体单元，噻吩或吠喃单元为共轭桥，苯或氟苯为封端基团，合成了一系列窄带隙共轭聚合物，并对其光学性能，电学性能，光电转换效率进行了详细研究，同时应用密度泛函理论对所设计的结构进行了模拟分析。在基于BDTT为给体单，BT或DFBT为受体单元，合成了两种可溶液处理的受体-给体-受体(A-D-A)型小分子，并且研究了氟化对光电性能，分子间排列，器件效率的影响。此外，以基于咔哩改性的稠环结构6H-phenanthro[1,10,9,8-cdefg]carbazole(PC)为给体单元(D)和4,7-dithien-2-y1-2,1,3-benzothiadiazole (DTBT)为受体单元(A)合成了D-A共扼聚合物PPCDTBT，并结合计算模拟研究了大稠环刚性结构对聚合物构型与光电性能的影响。另外，二联噻吩并噻吩(DTTT)类似于DPP，其噻吩S和并噻吩S之间的强相互作用也有利于提高聚合物的共平面性和电荷传输性能。基于此，设计合成了一系列不同比例的DTTT和DPP单元的新型D-A型共轭聚合物，并深入研究了其光电方面的性能，其中的PDTTT-T-DPP_ 3/7薄膜晶体管空穴迁移率达到0.627cm2V-ls-1。总之，在有机光伏半导体材料的设计与合成、结构模拟分析、光电性能测试等方面进行了一系列的尝试和相关研究。

摘要： 聚合物太阳能电池中纳米复合界面分子组装和形貌调控严重影响电荷分离、传输、提取和收集,从而影响器件性能1-2.本文将液晶基元强大的形貌控制能力调控活性层聚合物给体/富勒烯或纳米晶受体纳米复合异质结界面组装和微观形貌.通过合理地将给体材料或受体材料设计为不同液晶特性的分子(一维向列相和二维近晶相),在液晶态温度下对活性层进行热处理,利用液晶诱导和驱动共轭聚合物给体有序组装,同时提高富勒烯衍生物或无机半导体纳米晶受体在活性层中的有序分散,实现了在不同维度上调控界面相互作用和有序形貌,给受体异质结界面面积明显增大,活性层两相内的有序性及载流子迁移率显著提高.嵌段共扼聚合物和富勒烯弱键(如氢键、兀-兀堆积、静电作用等)协同组装体系引入有机太阳能电池活性层，建立了分子水平上均一的异质结界面，形成稳定的、高度有序的双连续纳米尺度微相分离通道。设计了醇溶性液晶静电组装共扼电解质(CPE-ILC)纳米复合体系应用于聚合物太阳能电池阴极界面层。离子液晶小分子原位静电组装于共扼聚电解质中，能够有效提高聚电解质界面层中偶极子的取向，偶极子在电场下可逆快速取向并形成有利的偶极矩，从而降低阴极ITO的功函。反向电池阴极界面层溶液法ZnO界面上原位组装醇溶性液晶静电组装共扼电解质，结合溶液加工的WO3和PBDTT-TT-TEG复合界面层，全溶液加工器件(除电极外)效率提高至8.5%。将氯苯甲酸原位组装于ITO电极可形成新型的三重界面偶极，改善了ITO表面性质，基于PTB7-Th: PC71BM器件获得了最高效率9.2%。设计了高电子迁移率水/醇溶性N型共扼聚电解质组装于ITO电极上调控阴极界面势垒，实现了界面层对电子的选择性提取和高效传输，器件性能达到8%，界面层厚度达到30nm时，仍能保持良好的器件性能。

摘要： 通过引入第三组分互补光吸收、调节能级、优化活性层形貌等,三元有机太阳能电池已经达到了11％的光电转换效率.活性层的形貌对有机太阳能电池的性能影响至关重要,为了理解第三组分的结构对活性层形貌的影响,将三种不同侧链长度的聚合物引入到小分子活性层中,研究其对给体的结晶,受体的聚集以及给、受体相分离的影响,发现这个过程是由第三组分与给、受体之间的超分子相互作用决定的,选择合适的第三组分可以有效改善活性层的形貌从而提高器件性能.

摘要： 液晶分子目前已经成功的应用于有机太阳能电池活性层第三组份,其不仅能提高活性层给体的结晶性,还能改变活性层的薄膜形貌.目前设计合成的液晶分子主要是联苯液晶和盘状液晶小分子,其对可见光的吸收范围窄且吸收系数低等缺点限制了活性层对光的充分吸收,从而影响有机太阳能电池器件性能.这里设计合成了一种新型的含氟给受体单元相连的棒状液晶小分子DFBT-TT6，其不仅吸收较宽，而且在短波段也具有非常强的吸收，将其掺入活性层中能补偿活性层在短波段吸收较弱的缺点。于此同时，此液晶分子能增强给体的结晶性，且由于其带有两个氟原子，加热退火能使其垂直往薄膜表面上飘，且温度越高，液晶分子含量也高。液晶分子通过这个转移过程使得活性层形成了垂直相分离的形貌，这有利于电荷的分离与传输。基于此，以P3HT:PCBM为体系作为研究发现，在加入适量的DFBT-TT6后，此器件效率由2.34%增大到3.91%，且电子迁移率由3.82×10-4 cm2 V-1 s-1提高到2.1 ×10-3 cm2 V-1 s-1。

摘要： Energy in the future Organic solar cells Efficiencies of Solar Cells The highest limitation of PCE Organic solar cells Bulk heterojunctions Oligomeric-type small molecules。Oligomeric-type small molecules，How long is enough for a conjugated molecules，How to control the morphology，Small molecules+Polymers+PCBM，"Polymer/small molecule/fullerene based ternary solar cells",Adv.EnergyMater.2017,1602540.Towards over15%power conversion efficiency for organic solar cells:currentstatus and perspectives，Small Method，accepted。

摘要： 溶液法合成的ZnO表面带有很多缺陷陷阱,这些陷阱将成为电子和空穴复合中心,在很大程度上影响了整个器件的光电转化效率.利用水热法合成了不同形貌的CdS纳米晶,包括花状(F-CdS)、支化状(B-CdS)、小尺寸球状的(S-CdS)3、并将这些无机纳米晶用来修饰敏化ZnO纳米粒子,分别形成ZnO/F-CdS,ZnO/B-CdS和ZnO/S-CdS杂化纳米复合材料电子传输层.和ZnO纳米粒子纳米粒子电子传输层相比,ZnO/CdS杂化电子传输层增大了与活性层之间的接触面积以及电荷传输能力.

摘要： 近年来,苝酰亚胺衍生物(PDIs)作为非富勒烯受体材料在有机太阳能电池中的应用受到世界范围的广泛关注,这是因其具有大的刚性共轭骨架、强吸收、高电子迁移率等卓越优点.但是,其强的π-π堆积和较差的溶解性限制了器件效率的提高.一种传统器件结构是给体小分子或聚合物和受体富勒烯及其衍生物(PC61BM and PC71BM)作为光伏活性层.本研究设计合成了苝酰亚胺聚合物受体材料，在苝酰亚胺的N端引入氨基酸酯侧链，不仅能够提高分子的规整排列，而且还能够解决溶解性问题。同时，还调节了其分子轨道能级。

摘要： 在有机太阳能电池的体系中,较快且有效的电荷分离对获得较高的光电转换效率特别重要.在经典的有机太阳能电池体系中,通常会存在较大的驱动力,即高分子供体的带宽(Egap)和电荷转移态(ECT)之间的存在较大的能量差.较大的驱动力导致了较大的电压损失,从而限制了器件的光电转换效率.近期课题组报道了一个基于非富勒烯受体的有机太阳能电池体系。在这个体系中，电荷分离很快、高效，且驱动力基本上可以忽略，因为供体的带宽等于电荷转移态的能量。实验表明，较小的驱动力对有机太阳能电池体系中的电荷转移机制没有影响。非富勒烯体系仍然可以获得了9.5%的光电转换效率和将近于90%的内量子转换效率尽管有着0.61eV的电压损失。本工作为将来获得更高效率且拥有更小电压损失的有机高分子太阳能电池体系提供了较好的例子和参考。

摘要： 为了提高有机太阳能电池的全光谱吸收,本文设计了一种含长碳链的硫代双烯镍配合物作为电池的活性材料.以1-萘酚和溴代正辛烷为原料制备烷氧基萘中间体,再与草酰氟进行付克反应得到对称的中间体二酮,最后与氯化镍络合反应制备了含长碳链萘基硫代双烯镍配合物目标物,该配合物结构通过IR、1H-NMR和13C-NMR完全被表征,光热稳定性通过UV和TG证实.

摘要： 自组装小分子材料已经广泛应用于有机光伏器件的界面修饰,来提高电极表面和上层有机无机材料的界面相容性.近日,通过研究发现并经由实验和理论计算证明,含氯自组装小分子中的碳-氯键在金属或金属氧化物表面自发断键,断裂后的氯原子通过化学吸附作用在电极表面.最终，分子和原子在电极表面共形成三重偶极，有效且稳定地提高电极功函。该材料可以方便的通过浸润、喷涂等方式加工在电极表面，应用在有机光伏器件的界面修饰，可以极大地提高太阳能电池的稳定性，并实现超过9%的光电转化效率。与经典的导电聚合物电解质PEDOT:PSS相比，成本更低，且易于加工。同时，由于含氯自组装小分子的表面能可以通过调控分子结构来改变，可以通过合理的设计来实现诱导上层活性层本体异质结产生不同的垂直相分离尺度，有望制备更高效率的有机光伏器件。

摘要： 本发明提供有机系太阳能电池用密封剂组合物，其能够发挥充分的光固化性，形成与集电布线的粘接性优异、具有可靠性高的密封性能的密封剂。本发明提供与集电布线的粘接性优异、具有可靠性高的密封性能的密封剂。本发明提供密封剂与集电布线的粘接性优异、可靠性高的电极。本发明提供密封剂与集电布线的粘接性优异、可靠性高的有机系太阳能电池。一种有机系太阳能电池用密封剂组合物，包含(A)加氢环氧树脂、(B)光产碱剂、(C)除(A)以外的能够阴离子固化的化合物。一种有机系太阳能电池用密封剂为密封剂组合物的固化物。一种有机系太阳能电池用电极，包含基材、基材上的集电布线、以及覆盖集电布线的密封剂，集电布线为光固化物，密封剂为密封剂组合物的光固化物。一种有机系太阳能电池，是使用密封剂组合物而成的。

摘要： 本发明提供可以得到具有优良的输出特性和透射性的有机薄膜太阳能电池(1)的层叠体。所述层叠体具有配置在成为透光性电极层的构件(2)上的成为电子传输层的氧化钛层(3)。氧化钛层(3)的厚度为1.0nm以上且200.0nm以下。氧化钛层含有氧化铟和金属铟，将钛元素的含量设为Ti、将氧化铟的含量设为InOx、将金属铟的含量设为InM时，以原子比计InOx/Ti为0.50以上且20.00以下，以原子比计InM/Ti小于0.100。

摘要： 第一本发明为一种有机太阳能电池活性层用墨液，其含有有机半导体化合物、无机半导体化合物、有机溶剂以及分散剂，上述分散剂是包含具有芳香环和/或杂环的骨架、和在该骨架的非对称的位置键合的极性基团的化合物，上述分散剂满足以下的(1)～(3)中的所有项。(1)LUMO能级低于上述有机半导体化合物的LUMO能级。(2)在上述有机溶剂中的溶解性与上述有机半导体化合物在上述有机溶剂中的溶解性相同或在其以上。(3)HOMO能级高于上述无机半导体化合物的HOMO能级。第二本发明为一种有机太阳能电池，其是具有在有机半导体化合物中存在无机半导体化合物的活性层的太阳能电池，其中，在上述活性层的厚度方向的切割面中，从阴极侧表面至厚度为膜厚的20％的区域内的上述无机半导体化合物的面积比率为75～100％。

摘要： 本说明书涉及用于有机太阳能电池的有机材料层的组合物、用于使用其制造有机太阳能电池的方法和由此制造的有机太阳能电池，所述组合物包含：包含由式1表示的第一单元、由式2表示的第二单元、由式3或式4表示的第三单元的聚合物；和非卤素类溶剂。

摘要： 本说明书涉及用于有机太阳能电池的有机材料层的组合物以及包含所述组合物的有机太阳能电池，所述组合物包含电子供体，所述电子供体包含聚合物，所述聚合物包含由化学式1表示的第一单元、由化学式2表示的第二单元、和由化学式3或4表示的第三单元；以及非富勒烯类电子受体。

摘要： 本发明涉及一种电子装置。所述电子装置的示例为光学检测器、激光二极管、现场淬火装置、光学放大器、有机太阳能电池或有机发光二极管。所述电子装置包括一个阴极和一个阳极。所述两个电极之一是完全或部分透光的。在所述两个电极之间存在一个或多个有机半导体层和另外的有机缓冲层。所述缓冲层同样可以是有机半导体层。为了涂覆呈多孔形式的缓冲层，而将溶液进行喷涂。所述溶液优选包含极性溶剂和/或导电添加剂。另外，所述溶液包含非极性溶剂以及有机材料，通过所述非极性溶剂溶解所述有机材料。在一个具体实施方案中，借助电场使所述待喷涂的溶液雾化。当使用已溶于极性溶剂的有机材料时，可以不使用非极性溶剂。在这里，重要的是，用于制备缓冲层的材料可被有效地雾化。

摘要： 一种串联太阳能电池，包括：被堆叠且串联电连接的非晶硅太阳能电池以及有机太阳能电池，非晶硅太阳能电池包括非晶硅制成的光敏层，且有机太阳能电池包括有机材料的光敏层，其可以吸收更宽波长范围的光，呈现改进的开路电压（VOC）性能，且可以简单的方式以低成本生产。

摘要： 本申请提供有机太阳能电池受体材料及其制备方法、有机太阳能电池，其中，有机太阳能电池受体材料具有如下化学结构通式(I)的化合物，其中，R1选自C6‑C12芳基、C6‑C12芳杂基、C6‑C24直链烷基、C6‑C24支链烷基、C6‑C24直链烷氧基、C6‑C24支链烷氧基中的一种；R2选自氢原子、C6‑C12芳基、C6‑C12芳杂基、C6‑C24直链烷基、C6‑C24支链烷基、C6‑C24直链烷氧基、C6‑C24支链烷氧基中的一种；R1、R2相同或不同。本申请提供的有机太阳能电池受体材料的吸收范围更宽，光学带隙较窄，能够提高电子迁移率。

摘要： 本申请提供有机太阳能电池受体材料及其制备方法、有机太阳能电池，其中，有机太阳能电池受体材料具有如下化学结构通式(I)的化合物，其中，R1或R2选自C6‑C12芳基、C6‑C12芳杂基、C6‑C24直链烷基、C6‑C24支链烷基、C6‑C24直链烷氧基、C6‑C24支链烷氧基中的一种；X选自苯氧基，Y选自卤素；或，Y选自苯氧基，X选自卤素；其中，所述卤素选自F、Cl、Br或I。本申请提供的有机太阳能电池受体材料，能够增强受体材料的端基的吸电子能力，增强受体材料的电荷转移能力，提高太阳能电池的光电转换效率。

摘要： 本发明公开了一种提高有机太阳能电池界面粘附力的方法及有机太阳能电池。所述方法包括使包含给体材料、受体材料和热塑性弹性体的混合体系形成活性层，热塑性弹性体可自发在活性层的上、下界面处产生富集，形成富集层；或者，使热塑性弹性体形成于活性层与空穴传输层和/或电子传输层之间，形成弹性体界面层。本发明将热塑性弹性体在界面处富集或将热塑性弹性体单独作为界面层，使热塑性弹性体成为活性层与上、下的空穴传输层或电子传输层之间胶水，工艺简单，掺杂窗口大，独立成膜时厚度依赖性小，具有良好的应用前景；由该活性层制得的有机太阳能电池的光电转化效率高、活性层与空穴传输层或电子传输层之间的粘附力强，电池机械稳定性好。