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浴日光能鈣鈦礦
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[交流]
科學(xué)家制造效率18%的有機太陽能電池并提升了穩(wěn)定性
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研究人員展示了采用新型封裝和保護界面層的有機太陽能電池，以提升穩(wěn)定性和效率�；谛路椒ǖ谋憩F(xiàn)最佳電池在基于標準的濕熱測試中，保持了94%的初始功率轉(zhuǎn)換效率，測試了1032小時的濕熱和200個熱循環(huán)。 一個研究團隊展示了具有保護界面層和新型封裝的有機太陽能電池（OSC），實現(xiàn)了高效率和增強的穩(wěn)定性�；谛路f方法的表現(xiàn)最佳電池在基于標準的測試下，85攝氏度、1032小時、相對濕度濕度85%的測試，以及200個熱循環(huán)后，保持了初始18%功率轉(zhuǎn)換效率的94%。 研究者告訴《PV Magazine》雜志：“我們確認了在濕熱和熱循環(huán)測試下，OSC在本質(zhì)和外在穩(wěn)定性方面都可實現(xiàn)�！熬唧w來說，我們開發(fā)了一種可行的方法，通過測量混合膜在熱退火下的紫外可見光吸收，篩選其熱穩(wěn)定性。其次，我們解決了熱誘導(dǎo)的界面降解模型和“邊界”。第三，我們通過二維模型和邊緣密封對水蒸氣的傳輸進行了定量分析�！� 工作始于溫度依賴的紫外可見光吸收光譜測量，使研究團隊能夠確定起始溫度為聚合物混合物分子遷移激活的“臨界閾值”。起始溫度隨后用于篩選熱穩(wěn)定有機光伏（OPV）器件的半導(dǎo)體聚合物混合物候選物。 研究人員指出：“此外，通過研究倒置OPV中熱誘導(dǎo)的有機活性層/三氧化鉬（MoO3）界面降解，我們證明在活性層與MoO3之間插入薄薄的富勒烯（C60）夾層可減輕'燒入'降解，確保高內(nèi)在熱穩(wěn)定性。”此外，為了理解被封裝電池上的水分擴散，團隊開發(fā)了二維平面和邊緣水分擴散動力學(xué)模型，用于分析側(cè)向水汽擴散，提供了封裝設(shè)計原則。 該策略在濕熱和熱循環(huán)測試下取得了“卓越的穩(wěn)定性”結(jié)果，遵循了國際有機太陽能電池穩(wěn)定性峰會（ISOS）、暗儲存（ISOS-D-3）和熱循環(huán)（ISOS-T-3）協(xié)議。效率表現(xiàn)最好的器件是PM6：BO-4Cl：PC61PeA組合。其認證PCE為18.0%，研究人員表示，這在同類器件中效率處于最高之列。論文稱，在85攝氏度、85%相對濕度、濕熱和200個熱循環(huán)（-40攝氏度至85攝氏度）下，器件在1032小時后保持了94%的初始效率，這使上述ISOS協(xié)議特征下的器件中表現(xiàn)居前列。 未來工作將將穩(wěn)定性增強方法擴展到大面積模塊，并開發(fā)可打印的基于屏障薄膜封裝技術(shù)以降低成本。該團隊還在持續(xù)研究OSC在長期運行下的降解行為。研究人員詳細描述了多個研究步驟及其成果，文章發(fā)表于《Nature Energy》雜志上研究者來自蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所、中國科學(xué)院、中國科技大學(xué)、河南大學(xué)等。 |
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