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2023 Energy & Environmental Science(IF:380532),侯劍輝團隊透過聚合物受體抑制能量紊亂助力PSC太陽能電池效率提高PCE超過18%!

2023 Energy & Environmental Science(IF:38.532),侯劍輝團隊透過聚合物受體抑制能量紊亂助力PSC太陽能電池效率提高PCE超過18%!

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       PSC聚合物太陽能電池(Polymer Solar Cells),是一種使用聚合物作為元件的主要組成部分的新型太陽能電池,可以在低成本下製造出高效率的太陽能電池。它們的結構比傳統的太陽能電池更輕,更細小,更易於散熱,也可以在多種表面上安裝。但也因為PSC存在有更高的連鎖糾纏的機率而有複雜的混合態樣。

       在這樣的背景因素下,PCE的效率提高往往受較高的能量絮亂所拖累,Energy & Environmental Science於2023年2月刊登一則報導。知名光伏學者中國科學院姚惠峰、侯劍輝等人嘗試透過降低能量絮亂情況,進而將PSC太陽能電池轉換效率提升至18%,研究過程中為了充分利用這PBDB-TFPBQx-TF兩種高效的聚合物供體,研究團隊合成了三種三元共聚物PQB-1PQB-2PQB-3進行測試,研究結果發現,透過調整受體成分含量,可以線性地調節光吸收光譜和分子能量水準,改變了分子取向,從面朝上和邊朝上共存變為只朝上,相對的也抑制了能量紊亂(PQB-2、PBQx-TF和PBDB-TF為44、47和53 meV)。

       在基於聚合物受體為PY-IT的電池裝置中,PQB-2顯示出能量損失的減少,從而提高了0.942 V的開路電壓。從瞬態吸收測量顯示,歸因於PBQx-TF的結構成分提供了一個與PY-IT的有效電荷轉移通道。透過光焱科技Enlitech的太陽光模擬器SS-X)以及量子效率檢測儀QE-R檢測實驗結果,最終,PQB-2:PY-IT的裝置檢測出了一個在PSC領域出色的18.1%PCE,也直接證明通過分子設計,抑制能量紊亂是進一步提高所有PSC的PCE的一個可行方法。

2023 Energy & Environmental Science(IF:38.532),侯劍輝團隊透過聚合物受體抑制能量紊亂助力PSC太陽能電池效率提高PCE超過18%! EES侯剑辉23.02.09.001
2023 Energy & Environmental Science(IF:38.532),侯劍輝團隊透過聚合物受體抑制能量紊亂助力PSC太陽能電池效率提高PCE超過18%! EES侯剑辉23.02.09.002

推薦儀器:太陽光模擬器QE-R -PV/量子效率光學儀

本文關鍵字: 全聚合物太陽能電池、All-polymer solar cells (all-PSCs)

原文:https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2023/EE/D2EE03535A#!divAbstract

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