聚合物太阳能电池

摘要： 采用含有F、Cl、Br、I的苯肼小分子修饰石墨烯量子点(GQDs),制备了卤素功能化石墨烯量子点(X-GQDs)。通过较高电负性的卤族元素p型掺杂,提高了X-GQDs修饰的电极的功函数。将这种可溶液加工的X-GQDs用于聚合物太阳能电池的阳极界面层,与基于GQDs的器件的能量转换效率(PCE,9.01%)相比,基于X-GQDs的器件的PCE均得到了提高,基于F-GQDs的聚合物太阳能电池器件的PCE最高,达到11.75%。实验结果表明,基于X-GQDs的聚合物太阳能电池性能的提高是X-GQDs的高导电性与修饰后电极的高功函数共同作用的结果。因此,应用X-GQDs提高阳极功函数是一种制备高性能聚合物太阳能电池的方法。

摘要： “甲壳”型液晶高分子是一类具有侧链液晶高分子的结构,同时表现出主链液晶高分子性质的液晶高分子。该类液晶高分子具有不同的有序结构,同时表现出优异的结构稳定性和物理性能,使得其在功能材料方面具有广泛的应用。本文总结了近年功能型“甲壳”型液晶高分子的设计与合成、结构与性能等方面的最新进展,所涉及领域包括高温热塑性弹性体、聚合物电解质、光致发光液晶、聚合物电致发光、聚合物太阳能电池,并对其进一步发展做了展望。

摘要： 聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)作为热门空穴传输材料之一,被广泛应用于各种光电子器件中。为提高其导电性,高沸点溶剂常常被直接添加到PEDOT∶PSS溶液中,然而这同时会造成溶剂残留,给器件带来明显的漏电流。而在以往的报道中,并未见有效利用更易去除的低沸点溶剂。在本工作中,我们发现使用异丙醇、乙醇和丙酮三种低沸点溶剂对PEDOT∶PSS薄膜进行先滴加后旋涂处理后,相应的P3HT∶PC_(61)BM聚合物太阳能电池(PSCs)性能得到了改善。尤其在异丙醇处理后,电池短路电流密度从8.15 mA/cm^(2)提高到9.17 mA/cm^(2),能量转换效率达到3.5%,相比参比器件提升了18.6%,同时未引起器件的漏电流增加。分析后发现处理后的PEDOT∶PSS薄膜中PEDOT链和PSS链发生相分离,表面形貌发生改变,透光能力和导电性得到增强。同时,通过溶剂处理尤其异丙醇处理后,PEDOT∶PSS的空穴传输能力显著上升。这些结果表明,低沸点溶剂可以通过这种方法被有效地利用,从而改善PEDOT∶PSS薄膜的光电性能。

摘要： 采用正交实验设计方法,通过Matlab模拟研究了聚合物太阳能电池(PSC)结构对电池内部光强分布的影响。结果表明,阳极修饰层和光敏层的影响较大、阴极修饰层的影响较小,引入厚度合适的阳极或阴极修饰层有利于增加光敏层内部的光强,PSC结构优化对电池光伏性能的提升具有重要作用。

摘要： 利用溶剂热法可控制备了具有不同质量比的还原氧化石墨烯/CuInS_(2)量子点(rGO/CuInS_(2)-QDs)杂化材料。将rGO/CuInS_(2)-QDs杂化材料与聚(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯撑乙烯基)(MEH-PPV)共混作为光活性层,制备了石墨烯基杂化聚合物太阳能电池,研究了rGO/CuInS_(2)-QDs杂化受体材料中rGO与CuInS_(2)-QDs的质量比(x)以及聚合物给体材料MEH-PPV与rGO/CuInS_(2)-QDs杂化受体材料的质量比(w)对器件性能的影响。结果表明,光活性层复合膜中rGO/CuInS_(2)(x=0.25)杂化受体材料含量由10%(w=9)增加到17%(w=5)时,器件的电子收集效率(ηc)由0.61提高到0.78,使得器件的光电转换效率得到提高。

摘要： 界面传输层对聚合物太阳能电池性能有很大影响,而合适的电子传输层(ETL)可以有效提高聚合物太阳能电池的性能。本文将BCP和聚乙烯亚胺(PEIE)结合作为双电子传输层应用于倒置聚合物太阳能电池,得到了基于BCP/PEIE双电子传输层器件3.44%的光电转换效率(PCE),相比于单层PEIE电子传输层器件提高了14.3%(仅仅有PEIE界面层的器件获得3.01%转换效率)。通过电化学阻抗谱和电导率测量表明,引入BCP界面层后形成了有效的欧姆接触,降低了界面界面接触电阻,提高了电荷传输,从而提高了器件性能。

摘要： 界面传输层对聚合物太阳能电池性能有很大影响,而合适的电子传输层(ETL)可以有效提高聚合物太阳能电池的性能.本文将BCP和聚乙烯亚胺(PEIE)结合作为双电子传输层应用于倒置聚合物太阳能电池,得到了基于BCP/PEIE双电子传输层器件3.44％的光电转换效率(PCE),相比于单层PEIE电子传输层器件提高了14.3％(仅仅有PEIE界面层的器件获得3.01％转换效率).通过电化学阻抗谱和电导率测量表明,引入BCP界面层后形成了有效的欧姆接触,降低了界面界面接触电阻,提高了电荷传输,从而提高了器件性能.

摘要： 给受体材料的分子结构不仅对聚合物太阳能电池的光电转换效率具有决定性作用,更对其稳定性具有重要影响.选取三种结构相似的A-D-A型受体小分子(FBR、IDFBR和IDTBR)与P3 HT共混制备电池器件并考察器件稳定性,探究分子结构对电池稳定性的影响.IDFBR和IDTBR是由FBR的π-共轭内核苯环以及噻吩环稠化得到的分子.研究发现,苯环稠化的IDFBR与FBR具有相似的吸收光谱和光学带隙;而噻吩环稠化的IDTBR具有更窄的光学带隙.原子力显微镜和X-射线衍射分析结果表明,P3 HT:IDFBR体系中的P3 HT表现出明显的自身结晶,而IDTBR及FBR则与P3 HT形成了共混结晶,降低了P3 HT自身的结晶性能.器件性能结果表明,基于IDFBR的光伏电池具有更高的开路电压(VOC为0.86 V),而IDTBR则具有更高的短路电流(JSC为12.41 mA/cm2).P3HT:IDTBR基光伏电池的最优光电转换效率可达5.80％,同时该光伏电池还展示出良好的稳定性,器件在持续光照500 h后性能没有出现衰减.研究结果表明,P3 HT:IDTBR光伏体系很好地兼顾了材料成本、器件效率和稳定性3个方面的平衡,极具应用前景.

摘要： 采用Suzuki偶合反应制备了不同9,9-二(丙酸二甲氨基乙酯)芴(FDMAEA)结构单元含量的9,9-二(丙酸二甲氨基乙酯)芴-9,9-二辛基芴共聚物(PF8FDMAEA).采用溶剂热法制备了TiO2纳米醇分散液,将其与PF8FDMAEA进行复合,得到PF8FDMAEA/TiO2杂化物,并用于聚合物太阳能电池电子传输层.通过紫外光谱、荧光光谱和原子力显微镜等对PF8FDMAEA/TiO2杂化物进行了表征,并研究了PF8FDMAEA/TiO2杂化物作为电子传输层的聚合物太阳能电池性能.结果 表明,PF8FDMAEA/TiO2杂化物能够有效地提高聚合物太阳能电池的性能.以PF8FDMAEA/TiO2杂化物为电子传输层,结构为ITO/PEDOT∶ PSS/P3HT-PC61 BM/(P1/20％ TiO2)/Ag的聚合物太阳能电池的光电转换效率可达2.43％,比相应的无电子传输层的聚合物太阳能电池提升了111％.

摘要： 目前,聚合物太阳能电池的效率已达到10.6％,距其商业化生产仍存在两大方面的挑战——稳定性和高效率.石墨烯材料因其独特的导电性、透光性和稳定性受到研究者们的热爱,并且单层石墨烯的透光性高达97.7％、电子迁移率高达2×105m2/(v s).因此,在这里巧妙地设计了一种新型的氧化锌与石墨烯的复合型电子传输层材料,应用于反向聚合物太阳能电池中,获得了8.1％的高效率.器件效率的改善主要归因于以下几点:1、形成了较为平滑的电子传输层形貌;2、减少了电荷载流子的复合;3、具有较好的导电性,从而更有利于电荷载流子的传输.

摘要： 随着有机聚合物太阳能电池的快速发展,有机导电材料也进入了一个迅速发展的阶段.在有机聚合物太阳能电池结构中,透明电极的主要作用是允许光照到活性层上并收集和传输电荷,从而形成一个导电通路.透明电极被广泛应用在有机电子中,它应当具有高导电,高透光,高机械柔韧性,可溶液加工和稳定性等特点。ITO是常用的透明电极材料，然而它的主要缺点是易脆，铟元素稀缺价格昂贵，以及制备工艺成本高等缺点，限制了其应用。而导电聚合物PEDOT:PSS由于其优异的机械柔韧性，高透光性和易加工成型，是柔性透明电极的理想选择。

摘要： 聚合物太阳能电池由于其质轻、价廉、柔性等突出优点得到了广泛关注,成为重要的研究方向.活性层是聚合物太阳能电池最重要的组成部分,使用n-型有机半导体材料作为受体材料,可以克服富勒烯受体的缺点,近年来受到研究者的关注.值得指出的是,在这些发展的非富勒烯受体中,窄带隙受体由于在红外和远红外区域对太阳光的捕获而备受关注.因而为了充分利用太阳光，发展与这些窄带隙受体吸收光谱互补的中等带隙的聚合物至关重要。而基于苯并三氮唑的中等带隙聚合物类光伏材料是一个很好的选择。例如，利用中等带隙共聚物给体材料J51，与窄带隙n-型聚合物受体材料N2200实现了能量转换效率超过8%的全聚合物太阳能电池，为全聚合物太阳能电池迄今文献报道的最高值;通过硫烷基侧链调控了聚合物材料的能级和结晶，以ITIC为受体获得了9.6%的的能量转换效率，为非富勒烯聚合物太阳能电池迄今文献报道的最高值之一。

摘要： 聚合物太阳能电池越来越受到人们的广泛关注,基于聚合物给体和富勒烯受体的电池效率已经达到了11％.在反向太阳能器件中,氧化锌作为一种非常常用的材料也有近期频繁的应用.在这里报告一种乙二硫醇掺杂的氧化锌通过原位生长的方法制备电子传输层的方法,有效的提高了反向聚合物太阳能电池的效率.氧化锌与乙二硫醇中的巯基的强相互作用有利于形成平滑均一的薄膜。同时，乙二硫醇也钝化了氧化锌的表面缺陷以及提高氧化锌的电子迁移能力。相对于纯氧化锌薄膜而言，氧化锌与乙二硫醇共混膜提升了电荷取出效率和光生载流子的产生。因此，氧化锌与乙二硫醇的共混膜作为电子传输层基于窄带隙活性层PTB7和PC71BM的反向聚合物太阳能电池获得了8.0%的转换效率。

摘要： 体异质结聚合物太阳能电池由于其具有制备成本低、质量轻、易于大面积加工等优点,因而受到人们广泛的关注.然而,聚合物太阳能电池的能量转换效率较低和稳定性差等问题限制了其商业化生产.因此,高度有序的活性层形貌和界面修饰是实现高性能的聚合物太阳能电池的关键.通过在活性层和阴极电极之间引入嵌段共轭聚合物电解质作为阴极缓冲层.一方面:由于嵌段聚合物与生俱来的自组装性能可以进一步作为模板诱导上层活性层有序结晶和获得有利于电子传输的face-on排列;另一方面，嵌段聚合物侧链的极性基团可以形成有利的偶极子，降低ITO的功函，从而提高电荷的传输及收集效率。通过氧化锌和嵌段共轭聚合物电解(PFEO-b-PTNBr和PFEO-b-PTImBr)作为双层电子传输层应用于PTB7-Th:PC71BM，器件的能量转换效率均得到了大幅度地提高，从8.2%分别提高到了9.0%和9.4%.

摘要： 提高器件的开路电压(Voc)是提高聚合物太阳能电池性能的有效途径之一.为了获得高的开路电压,合成了具有高LUMO能级的富勒烯双加成衍生物NC60BA和NC7oBA,其开路电压高达0.82V和0.83V,器件效率(PCE)也大幅提高至5.37％和5.95％.更重要的是,采用新富勒烯受体的器件由于自组装性能的改善,具有极高的热稳定性.基于P3HT:NCBA的器件在150°C下加热20小时,仍能保持原有效率的80％.

摘要： 研究PTB7聚合物为给体，富勒烯bis-PC70BM，ICBA和PC70BM作为多受体的有机太阳能电池。多受体的聚合物太阳能电池可获得转化效率5.71%。结果表明相比于当受体为bis-PC70BM时，多受体的器件的短路电流和填充因子都有所提高，且活性层的载流子复合在减少。通过吸收光谱和C-V特性分析发现，PC70BM和ICBA的添加后吸收没有明显变化，并且多受体的器件的Vpcak的趋势与J-V特性曲线中所得的Voc十分匹配。该工作不仅可以证明使用多个受体制备出高效的聚合物太阳能电池，而且可以指导现有的和新设计的材料成为高效聚合物太阳能电池。

摘要： 有机光伏器件由于其相当大的应用前景而广泛受到关注.氧化铟锡(ITO)电极,作为其必不可少的部分,其表面性能与相应的光伏性能息息相关.因此理解ITO表面性能可以为其上层分子设计做好充分准备,达到ITO界面化学和电化学性能的可调控性.在此用到五种含苯环的小分子来调控ITO的表面性能,达到调控其表面功函的目的,进而提高光伏器件效率.

摘要： 聚合物太阳能电池因其低成本和柔性可印刷的优点,吸引了学术界和工业界的关注.为了研究液晶小分子在电场作用下调控P3HT和PCBM的结晶与相分离的机理,将4"-正戊基-4-氰基三联苯(5CT)液晶小分子加入活性层,在成膜过程中,施加外电场,研究不同电场强度下活性层的形貌以及相应器件的性能.结果表明，液晶小分子与P3HT不相溶，能作为成核剂诱导P3HT结晶，而液晶小分子与PCBM间由于较强的千兀相互作用，能诱导PCBM形成复合聚集体，限制彼此的结晶。施加电场后，液晶小分子能沿电场方向取向，且与PCBM形成的纳米棒也能沿电场方向取向，优化了活性层的形貌。广角掠入射X衍射结果表明，P3HT形成了edge-on的结晶，且衍射峰位置不随电场强度变化。掠入射小角X射线散射的结果表明，电场强度会影响液晶小分子与PCBM形成聚集体的散射，并通过DAB-cylindrical模型模拟了小角散射的曲线。当外电场强度为600V/mm，且液晶小分子含量为6 wt%时，器件效率达到最高值3.5%。

摘要： 在PTB7∶PC71BM基聚合物太阳能电池(PSCs)中引入两个新颖的非共轭小分子电解质阴极界面层,DSAPS和MSAPBS,研究发现甲醇处理和界面层对于器件效率(PCE)的提高有协同效应.甲醇处理只要主要提高了器件的开路电压(Voc),而界面层主要增加了器件的短路电流密度(Jsc)和填充因子(FF).在协同效应下,PTB7∶PC71BM基聚合物太阳能电池的能量转换效率从3.89％分别提高到9.79％(DSAPS)和10.02％(MSAPBS).本研究为获得高效率的聚合物太阳能电池开辟了一个新的界面修饰途径.

摘要： 本发明提供一种太阳能电池用聚合物板，其具有聚酯基材和聚合物层，所述聚酯基材的羧基的含量为15当量/t以下，利用示差扫描量热测定求出的微小吸热峰温度Tmeta(°C)为220°C以下，在温度125°C、相对湿度100％RH的条件下放置72小时后的平均延伸度保持率为10％以上，所述聚合物层设于所述聚酯基材上，含有在分子中包含质量比例为15～85质量％的以下述通式(1)〔R1、R2：H、卤素原子、1价的有机基(R1与R2既可以相同也可以不同。多个R1及R2分别既可以相同也可以不同。)、n：1以上的整数〕表示的硅氧烷结构单元和质量比例为85～15质量％的非硅氧烷系结构单元的复合聚合物，在湿热环境下的粘接耐久性优异，可以廉价地制造。[化1]。

摘要： 视觉透射率及视觉吸收率满足下述式(1)及(2)的聚合物片能够容易地识别面状故障。5％≤视觉透射率≤50％式(1)；10％≤视觉吸收率≤50％式(2)。

摘要： 本发明提供染料敏化太阳能电池用聚合物电解质和使用其制造染料敏化太阳能电池模块的方法，更具体地，本发明涉及不仅可以防止电解质泄漏、而且与常规聚合物电解质相比显示更高太阳能转换效率、并且适用于制造具有大表面积的染料敏化太阳能电池或柔性染料敏化太阳能电池的工艺的染料敏化太阳能电池用聚合物电解质和使用其制造染料敏化太阳能电池模块的方法，所述泄漏是使用液体电解质的常规染料敏化太阳能电池中的最差缺点之一。根据本发明的染料敏化太阳能电池用聚合物电解质包含热固性环氧树脂、咪唑类固化促进剂和金属盐，并且使用所述染料敏化太阳能电池用聚合物电解质制造染料敏化太阳能电池模块的方法的特征在于，使用上述染料敏化太阳能电池用聚合物电解质，其中所述染料敏化太阳能电池用聚合物电解质用作工作电极和对电极之间的粘合物，并且最终粘合形式保持为固相。

摘要： 本发明提供一种太阳能电池用聚合物板，其具有聚酯基材和聚合物层，所述聚酯基材的羧基的含量为15当量/t以下，利用示差扫描量热测定求出的微小吸热峰温度Tmeta(°C)为220°C以下，在温度125°C、相对湿度100％RH的条件下放置72小时后的平均延伸度保持率为10％以上，所述聚合物层设于所述聚酯基材上，含有在分子中包含质量比例为15～85质量％的以下述通式(1)〔R1、R2：H、卤素原子、1价的有机基(R1与R2既可以相同也可以不同。多个R1及R2分别既可以相同也可以不同。)、n：1以上的整数〕表示的硅氧烷结构单元和质量比例为85～15质量％的非硅氧烷系结构单元的复合聚合物，在湿热环境下的粘接耐久性优异，可以廉价地制造。[化1]

摘要： 视觉透射率及视觉吸收率满足下述式(1)及(2)的聚合物片能够容易地识别面状故障。5％≤视觉透射率≤50％式(1)10％≤视觉吸收率≤50％式(2)。

摘要： 本发明提供染料敏化太阳能电池用聚合物电解质和使用其制造染料敏化太阳能电池模块的方法，更具体地，本发明涉及不仅可以防止电解质泄漏、而且与常规聚合物电解质相比显示更高太阳能转换效率、并且适用于制造具有大表面积的染料敏化太阳能电池或柔性染料敏化太阳能电池的工艺的染料敏化太阳能电池用聚合物电解质和使用其制造染料敏化太阳能电池模块的方法，所述泄漏是使用液体电解质的常规染料敏化太阳能电池中的最差缺点之一。根据本发明的染料敏化太阳能电池用聚合物电解质包含热固性环氧树脂、咪唑类固化促进剂和金属盐，并且使用所述染料敏化太阳能电池用聚合物电解质制造染料敏化太阳能电池模块的方法的特征在于，使用上述染料敏化太阳能电池用聚合物电解质，其中所述染料敏化太阳能电池用聚合物电解质用作工作电极和对电极之间的粘合物，并且最终粘合形式保持为固相。

摘要： 本发明提供适用于光电转换率和光耐久性均优良的太阳能电池的聚合物、使用该聚合物的太阳能电池以及具备该电池的电子设备。本发明提供的聚合物的特征在于，其含有由下述式(M1)表示的重复单元，重均分子量为3,000～1,000,000：

摘要： 本发明提供一种耐候性优异、热变形温度高的含有乙烯/四氟乙烯共聚物的混合聚合物，该混合聚合物的膜等成形体，具备该膜等的太阳能电池用背板以及该成形体的制造方法。该混合聚合物是含有乙烯/四氟乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯的混合聚合物，相对于混合聚合物中的乙烯/四氟乙烯共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯的总质量，乙烯/四氟乙烯共聚物的质量比例为50～75％，具有连续相为乙烯/四氟乙烯共聚物、分散相为聚甲基丙烯酸甲酯的微相分离结构。

摘要： 本发明公开了一种聚合物太阳能电池活性层墨液、高稳定性聚合物太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。解决了现有技术中聚合物太阳能电池稳定性差的技术问题。本发明的聚合物太阳能电池活性层墨液，包括给体材料、受体材料、有机溶剂及卟啉化合物，卟啉化合物为金属卟啉化合物、原卟啉或异卟啉中的一种或多种，卟啉化合物的物质的量是受体材料物质的量的0.5%‑32%。本发明的聚合物太阳能电池活性层墨液制备的活性层的稳定性好，能够应用到各类聚合物太阳能电池中，进而提升聚合物太阳能电池的稳定性；且制备方法简单成本低，经济效益高。

摘要： 本发明公开了一种聚合物太阳能电池活性层墨液、高稳定性聚合物太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。解决了现有技术中聚合物太阳能电池稳定性差的技术问题。本发明的聚合物太阳能电池活性层墨液，包括给体材料、受体材料、有机溶剂及卟啉化合物，卟啉化合物为金属卟啉化合物、原卟啉或异卟啉中的一种或多种，卟啉化合物的物质的量是受体材料物质的量的0.5%-32%。本发明的聚合物太阳能电池活性层墨液制备的活性层的稳定性好，能够应用到各类聚合物太阳能电池中，进而提升聚合物太阳能电池的稳定性；且制备方法简单成本低，经济效益高。