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浴日光能钙钛矿
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[交流]
科学家制造效率18%的有机太阳能电池并提升了稳定性
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研究人员展示了采用新型封装和保护界面层的有机太阳能电池，以提升稳定性和效率。基于新方法的表现最佳电池在基于标准的湿热测试中，保持了94%的初始功率转换效率，测试了1032小时的湿热和200个热循环。 一个研究团队展示了具有保护界面层和新型封装的有机太阳能电池（OSC），实现了高效率和增强的稳定性。基于新颖方法的表现最佳电池在基于标准的测试下，85摄氏度、1032小时、相对湿度湿度85%的测试，以及200个热循环后，保持了初始18%功率转换效率的94%。 研究者告诉《PV Magazine》杂志：“我们确认了在湿热和热循环测试下，OSC在本质和外在稳定性方面都可实现。“具体来说，我们开发了一种可行的方法，通过测量混合膜在热退火下的紫外可见光吸收，筛选其热稳定性。其次，我们解决了热诱导的界面降解模型和“边界”。第三，我们通过二维模型和边缘密封对水蒸气的传输进行了定量分析。‘’ 工作始于温度依赖的紫外可见光吸收光谱测量，使研究团队能够确定起始温度为聚合物混合物分子迁移激活的“临界阈值”。起始温度随后用于筛选热稳定有机光伏（OPV）器件的半导体聚合物混合物候选物。 研究人员指出：“此外，通过研究倒置OPV中热诱导的有机活性层/三氧化钼（MoO3）界面降解，我们证明在活性层与MoO3之间插入薄薄的富勒烯（C60）夹层可减轻'烧入'降解，确保高内在热稳定性。”此外，为了理解被封装电池上的水分扩散，团队开发了二维平面和边缘水分扩散动力学模型，用于分析侧向水汽扩散，提供了封装设计原则。 该策略在湿热和热循环测试下取得了“卓越的稳定性”结果，遵循了国际有机太阳能电池稳定性峰会（ISOS）、暗储存（ISOS-D-3）和热循环（ISOS-T-3）协议。效率表现最好的器件是PM6：BO-4Cl：PC61PeA组合。其认证PCE为18.0%，研究人员表示，这在同类器件中效率处于最高之列。论文称，在85摄氏度、85%相对湿度、湿热和200个热循环（-40摄氏度至85摄氏度）下，器件在1032小时后保持了94%的初始效率，这使上述ISOS协议特征下的器件中表现居前列。 未来工作将将稳定性增强方法扩展到大面积模块，并开发可打印的基于屏障薄膜封装技术以降低成本。该团队还在持续研究OSC在长期运行下的降解行为。研究人员详细描述了多个研究步骤及其成果，文章发表于《Nature Energy》杂志上研究者来自苏州纳米技术与纳米仿生研究所、中国科学院、中国科技大学、河南大学等。 |
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