2026-01-16 06:53:03 | 招生网
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南方科技大学何凤团队将准平面异质结(Q-PHJ)结构引入全聚合物太阳电池,协同提升了器件性能和稳定性,具体内容如下:
研究背景与问题 :非富勒烯受体材料和本体异质结(BHJ)结构提升了有机光伏器件效率,但大面积应用面临长期稳定性问题。全聚合物有机太阳电池稳定性优于小分子体系,但聚合物给体和受体在分子量、溶解性、相容性等方面的差异,使实现理想BHJ形貌困难,且BHJ存在重复性和稳定性问题。
研究方法与成果
引入Q-PHJ结构 :何凤团队将Q-PHJ结构引入全聚合物太阳电池,取得15.77%的光电转换效率(PCE),器件性能和稳定性大幅提升。 招生网
材料选择与制备 :设计合成构型确定的聚合物受体PBTIC-γ-TSe,选择聚合物PBQx-H-TF作为给体材料。通过调控聚合物给体PBQx-H-TF的分子量,使其不溶于氯仿溶剂,用氯仿溶剂加工聚合物受体PBTIC-γ-TSe,保证下层给体材料不被侵蚀,聚合物给体和受体从两种正交溶剂中依次沉积,在活性层中形成各自纯相层。
结构优势
电荷传输与复合 :Q-PHJ中聚合物给体和受体分别富集在阳极和阴极,形成空穴和电子的有效传输通道,给受体界面处形成纳米级的p-i-n结构,保证激子解离和电荷转移,纯相层结构有利于空穴和电子传输,减少电荷复合,器件效率提高主要源于载流子传输性能改善和双层材料中复合减少。
形貌稳定性 :聚合物形貌稳定性优于小分子类似物,Q-PHJ中给受体相分离较少,进一步提升稳定性。动态X射线光电子能谱(DXPS)和器件横截面扫描电镜图(SEM)显示,Q-PHJ结构中聚合物受体主要分布在活性层上层,给体主要分布在下层,底层给体和上层受体之间有明显区分并保持密切接触,利于激子解离和载流子传输。
稳定性表现
光稳定性 :在光照下,Q-PHJ全聚合物太阳电池的T80(初始PCE的80%)寿命约为860 h,与BHJ全聚合物体系(T80 = 270 h)和基于小分子受体的BHJ器件(T80 = 50 h)相比分别提高了3倍和17倍。分析光照下器件填充因子(FF)和短路电流(JSC)变化趋势,发现FF是器件光稳定性衰减最大参数。连续光照900小时前后的Q-PHJ和BHJ薄膜TEM图像显示,Q-PHJ薄膜形貌良好,BHJ薄膜聚集程度显著增加,过度聚集阻碍激子解离和电子转移,导致器件效率衰减。
存储稳定性 :未封装的Q-PHJ全聚合物太阳电池器件在手套箱中存储2000 h后仍能保持初始PCE的85%以上。电荷复合动力学分析表明,Q-PHJ器件中活性层缺陷态引起的复合明显减少,BHJ器件在老化过程中复合系数急剧升高,存在由能量无序性引起的陷阱态。

黑龙江科技大学位于松浦街道 。以下是详细解答:
请注意,街道名称可能会因行政区划调整而发生变化,但根据当前信息,黑龙江科技大学确实位于松浦街道。
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