Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Polymer Optoelectronic Materials and Devices, State Key Laboratory of Luminescent Materials and Devices, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
2 Frontiers Science Center for Transformative Molecules, Center of Hydrogen Science, and School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
3 South China Institute of Collaborative Innovation, Dongguan 523808, China
4 South China Advanced Institute for Soft Matter Science and Technology, School of Emergent Soft Matter, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
5 School of Light Industry and Engineering & State Key Laboratory of Pulp & Paper Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
Due to the complicated film formation kinetics, morphology control remains a major challenge for the development of efficient and stable all-polymer solar cells (all-PSCs). To overcome this obstacle, the sequential deposition method is used to fabricate the photoactive layers of all-PSCs comprising a polymer donor PTzBI-oF and a polymer acceptor PS1. The film morphology can be manipulated by incorporating amounts of a dibenzyl ether additive into the PS1 layer. Detailed morphology investigations by grazing incidence wide-angle X-ray scattering and a transmission electron microscope reveal that the combination merits of sequential deposition and DBE additive can render favorable crystalline properties as well as phase separation for PTzBI-oF:PS1 blends. Consequently, the optimized all-PSCs delivered an enhanced power conversion efficiency (PCE) of 15.21% along with improved carrier extraction and suppressed charge recombination. More importantly, the optimized all-PSCs remain over 90% of their initial PCEs under continuous thermal stress at 65 °C for over 500 h. This work validates that control over microstructure morphology via a sequential deposition process is a promising strategy for fabricating highly efficient and stable all-PSCs.
morphology all-polymer solar cells thermal stability sequential deposition 
Journal of Semiconductors
2023, 44(5): 052201
作者单位
摘要
蚌埠学院数理学院, 安徽 蚌埠 233030
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/CuInS2 量子点 (rGO/CuInS2-QDs) 杂化材料。将 rGO/CuInS2-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/CuInS2-QDs 杂化受体材料中 rGO 与 CuInS2-QDs 的质量比 (x) 以及聚合物给体材料 MEH-PPV 与 rGO/CuInS2-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/CuInS2?(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。
光电子学 光活性层 石墨烯 聚合物太阳能电池 杂化材料 optoelectronics photoactive graphene polymer solar cells hybrid CuInS2 CulnS2 
量子电子学报
2022, 39(4): 613
李维光 1,2†陈俊聪 1,2†郑燕琼 2,*陈与欢 1,2[ ... ]李喜峰 2,**
作者单位
摘要
1 上海大学 材料科学与工程学院,上海 200072
2 上海大学机电工程与自动化学院 新型显示技术及应用集成教育部重点实验室,上海 200072
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∶PC61BM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/cm2提高到9.17 mA/cm2,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。
聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸盐) 低沸点溶剂 溶剂处理 聚合物太阳能电池 poly(3,4-ethylenedioxythiophene)∶poly(styrene sulfonate)(PEDOT∶PSS) low boiling-point solvents solvent treatment polymer solar cells 
发光学报
2022, 43(6): 922
作者单位
摘要
湘潭大学 化学学院, 湖南 湘潭 411105
“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。
“甲壳”型液晶高分子 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 “Mesogen-Jacketed” liquid crystal polymer high-temperature thermoplastic elastomers polymer electrolytes photoluminescent liquid crystal polymer electroluminescence polymer solar cells 
液晶与显示
2022, 37(2): 169
作者单位
摘要
1 吉林大学 电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
2 上海科技大学 信息科学与技术学院, 上海 201210
体异质结聚合物太阳能电池是很有前途的替代化石能源进行能量转换的光伏技术。合成新材料、优化器件结构以及界面工程等方式都能有效提高聚合物太阳能电池的能量转换效率。本文从材料选取、界面掺杂以及界面修饰三个方面阐述界面工程在聚合物太阳能电池中的应用。界面修饰能够促进载流子的产生和输运, 证明界面工程对于提高电荷提取效率、钝化表面缺陷和提升电导率等具有重要意义。
聚合物太阳能电池 界面工程 体异质结 能量转换效率 polymer solar cells interface engineering bulk heterojunction power conversion efficiency 
光学 精密工程
2020, 28(9): 1893
作者单位
摘要
1 长春工业大学 化学工程学院, 吉林 长春 130012
2 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
3 海南师范大学 物理电子工程学院, 海南 海口 571158
采用溶剂热法,以氧化石墨烯为前驱体制备了石墨烯量子点(GQDs),将不同制备条件和质量分数的GQDs掺杂到聚3-己基噻吩和[6,6\]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM∶P3HT)中作为敏感层制备了太阳能电池器件。实验结果表明,敏感层掺杂0.2%质量分数的GQDs时,太阳能电池光电转换效率较未掺杂器件提高了16.45%。敏感层掺杂反应时间4 h和温度220 ℃制备的GQDs,获得低粗糙度和高紫外可见光吸收强度的敏感层薄膜,制备的太阳能电池器件光电转换效率为1.34%,较未掺杂GQDs器件提高了12.60%。因此,GQDs适宜的制备条件和掺杂浓度可以提高太阳能电池器件的光电转换效率。
石墨烯量子点 敏感层P3HT∶PCBM 聚合物太阳能电池 表面粗糙度 UV-Vis吸收光谱 graphene quantum dots active layer P3HT∶PCBM polymer solar cells surface roughness UV-Vis absorption spectra 
发光学报
2020, 41(9): 1137
Author Affiliations
Abstract
1 Academy for Advanced Interdisciplinary Studies, Southern University of Science and Technology (SUSTech), Shenzhen 518055, China
2 Department of Mechanics and Aerospace Engineering, Southern University of Science and Technology (SUSTech), Shenzhen 518055, China
Solution processible photovoltaics (PV) are poised to play an important role in scalable manufacturing of low-cost solar cells. Electrospray is uniquely suited for fabricating PVs due to its several desirable characteristics of an ideal manufacturing process such as compatibility with roll-to-roll production processes, tunability and uniformity of droplet size, capability of operating at atmospheric pressure, and negligible material waste and nano structures. This review begins with an introduction of the fundamentals and unique properties of electrospray. We put emphasis on the evaporation time and residence time that jointly affect the deposition outcome. Then we review the efforts of electrospray printing polymer solar cells, perovskite solar cells, and dye sensitized solar cells. Collectively, these results demonstrate the advantages of electrospray for solution processed PV. Electrospray has also exhibited the capability of producing uniform films as well as nanostructured and even multiscale films. So far, the electrospray has been found to improve active layer morphology, and create devices with efficiencies comparable with that of spin-coating. Finally, we discuss challenges and research opportunities that enable electrospray to become a mainstream technique for industrial scale production.
photovoltaics electrospray solution process polymer solar cells perovskite solar cells dye sensitized solar cells 
Opto-Electronic Advances
2020, 3(6): 06190038
作者单位
摘要
长春工业大学 化学工程学院, 吉林 长春 130012
为提升聚合物太阳能电池的光电转换效率,在有源层中掺杂PbSe量子点,研究对电池性能的影响。首先采用热化学法制备PbSe量子点,通过改变油酸的添加量及反应时间,调控PbSe量子点的尺寸及结晶性。通过透射电子显微镜和X射线衍射,对量子点进行表征,确定最佳反应条件。然后将不同质量分数的PbSe量子点掺杂至结构为ITO/ZnO/PTB7∶PC71BM /MoO3 /Ag的聚合物太阳能电池中,通过J-V性能测试和紫外吸收光谱测试,分析了PbSe量子点对电池的影响机理。实验结果表明,当PbO与OA的量比为1∶2、反应时间为3 min时,可得到尺寸均匀分布在3~7 nm之间、结晶性较好的量子点,掺杂量子点质量分数为3%时,短路电流密度提升了8.37%,光电转换效率提升了37.41%,有效提升了聚合物太阳能电池的性能。
聚合物太阳能电池 PbSe量子点 有源层 掺杂 polymer solar cells PbSe quantum dots active layer doping 
发光学报
2019, 40(10): 1267
王丽娟 1,*范思大 1,2张梁 1张沛沛 1,2[ ... ]孙丽晶 1
作者单位
摘要
1 长春工业大学 化学工程学院, 吉林 长春 130012
2 长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室, 吉林 长春 130022
为了提高太阳能电池的性能, 研究磁性纳米粒子在外加磁场的作用下对聚合物太阳能电池有源层P3HT∶PCBM成膜及太阳能电池性能的影响。 本文采用热分解法制备了磁性Fe3O4纳米粒子, 将不同质量分数的Fe3O4纳米粒子掺入到P3HT∶PCBM溶液中, 旋涂后在外加磁场的作用下自组成膜。通过TEM、XRD对制备的Fe3O4纳米粒子进行表征, 并利用偏光显微镜、原子力显微镜对成膜质量进行探究。结果表明, 采用热分解法制备的Fe3O4纳米粒子直径在10 nm左右, 在外加磁场作用下, Fe3O4纳米粒子对成膜有一定的调控作用。当Fe3O4纳米粒子掺杂质量分数为1%时, 太阳能电池器件的开路电压增加3.77%, 短路电流增加24.93%, 光电转换效率提高7.82%。
Fe3O4纳米粒子 聚合物太阳能电池 表面形貌 Fe3O4 nanoparticles polymer solar cells surface morphology P3HT∶PCBM P3HT∶PCBM 
发光学报
2018, 39(10): 1410
万慧军 1,2魏优 1钟远聪 1章勇 1,2*; *;
作者单位
摘要
1 井冈山大学数理学院, 江西 吉安 343009
2 华南师范大学光电子材料与技术研究所, 广东 广州 510631
利用旋涂技术制备了银纳米线(AgNW)薄膜,对该AgNW 薄膜进行了溶剂蒸发退火处理。研究了所制备的AgNW薄膜的方块电阻、光学透光率、微结构及表面形貌,分析了以退火处理的AgNW薄膜作为阳极的聚合物太阳能电池的电流-电压特性。结果表明,经过3 h的甲醇退火处理,薄膜方块电阻由退火前的45.3 Ω/□减小到28.7 Ω/□,最后达到饱和,薄膜的品质因数提高了72.7%,薄膜的性能得到了增强;随醇溶剂沸点的增加,AgNW薄膜方块电阻的降低程度变小。以退火处理的AgNW薄膜为阳极的聚合物太阳电池的光电转换效率由退火前的0.94%增大到1.60%。退火3 h可获得性能较好的AgNW薄膜。
薄膜 薄膜性能 溶剂蒸发退火 银纳米线薄膜 方块电阻 聚合物太阳能电池 
激光与光电子学进展
2018, 55(5): 053101

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