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科学新知 : 2021 Nature, R.H. Fridend, 超越 20% 有机太阳能电池设计

  Nature (IF 49.962) 期刊近期报导透过优化非富勒烯受体 (non-fullerene acceptors, NFA) 的结构,可让有机太阳能电池具有20%或更高功率转换效率 (power conversion efficiency, PCE)。

  在有机太阳能电池中使用非富勒烯受体 (NFA),虽然可提高有机太阳能电池效率,但其效率仍低于无机太阳能电池 (功率转换效率通常超过20%),而其中的关键因素与有机太阳能电池的开路电压较低有关。

  为了使有机太阳能电池在效率方面可与无机太阳能电池竞争,我们必须确定和抑制非辐射损耗路径。在此研究中,作者透过杂合技术重组非辐射通道,并透过太阳光模拟器进行研究,结果表明其反向电荷转疑率可能会降低一个数量级,并使自旋三重态电荷转移激子重新分离。作者更展示了NFA系统,显示三重态激子的形成受到抑制。因此,这项研究为具有20%以上功率转换效率的有机太阳能电池提供了设计途径。

  在科学研究中,也使用量子效率测量系统分析太阳能电池的EQE (External Quantum Efficiency) 光谱,同时对于太阳能电池在太阳光模拟器下的短路电流,也提供了Jsc (short-circuit current density) 的比对,以证明实验的真确性。此外,光焱科技的太阳光模拟器与KA-6000软件,提供了短路电流对时间变化的监控,以证明太阳能电池的稳定!

2021 Nature, R.H. Friend, Over 20% OPV Design 有機太陽能電池設計
2021 Nature, R.H. Friend, Over 20% OPV Design 有機太陽能電池設計
2021 Nature, R.H. Friend, Over 20% OPV Design 有機太陽能電池設計

关键词:有机太阳能电池、太阳光模拟器、量子效率

原文: https://www.nature.com/articles/s41586-021-03840-5

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