国家纳米中心在有机太阳能电池界面修饰研究方面取得新进展

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据中国科学院官网,近日,中国科学院国家纳米科学中心研究员周惠琼课题组与研究员裘晓辉、张勇课题组合作,在有机太阳能电池界面层的纳米级表面能分布调控方面取得新进展。

据介绍,周惠琼课题组长期致力于溶液法太阳能电池的界面研究,针对界面层表面能的调控开展了一系列的研究。通过引入氧化钨(WOx)纳米颗粒提高了聚 3,4-乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)空穴传输层的表面能,并在有机非富勒烯太阳能电池中实现了 80% 的填充因子。

而后进一步深入探究了活性层堆积取向、界面层表面能与器件性能之间的关系,并将此界面修饰策略应用于反型器件电子传输层研究之中。

研究发现,由于表面能分布调控策略对活性层形貌的优化,太阳能电池器件的性能和稳定性均得到提升,并实现了 18.27% 的光电转换效率(经中国计量科学研究院认证的效率为 17.80%)。当给受体之间表面能之差越大,该策略对其器件效率的提升率越高。

该项研究工作得到了其他合作者的支持,以及科技部、国家自然科学基金委和中科院相关项目等的资助。

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