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物理学院有机光电子团队在有机半导体新能源器件物理机制研究中取得新进展

发布日期:2020年10月26日 17:14 点击次数:

[本站讯]近日,物理学院有机光电子学郝晓涛教授团队在有机太阳能电池器件物理研究中取得新进展,相关研究成果以“Exploring the mechanisms of exciton diffusion improvement in ternary polymer solar cells: from ultrafast to ultraslow temporal scale”为题发表在期刊Nano Energy。论文第一作者为物理学院2018级博士研究生张康宁,通讯作者为郝晓涛教授,澳门十大网上博网址为第一作者单位和唯一通讯作者单位。同时在Solar RRL上发表述评文章。

在新能源光伏领域,有机太阳能电池因其具有轻量、低成本、可大面积柔性制备等特性,一直得到广泛关注。受益于非富勒烯受体的开发,基于聚合物给体/非富勒烯受体的单节器件的能量转换效率已超过18%。在有机半导体中,高效激子扩散是实现电荷分离的重要前提。因此,理解并调控激子的扩散是非富勒烯光伏体系光电转换机制研究的重点和难点。

郝晓涛教授团队与香港浸会大学、河南师范大学相关课题组合作成功制备出了兼备高效性与稳定性的三元非富勒烯有机太阳能电池,首次探索了其内部激子扩散行为在较宽时间尺度内改善的物理机制。借助超快瞬态吸收光谱和时间分辨荧光显微技术,以及掠入射X射线散射等表征手段,揭示了三元有机光伏体系中的激子扩散行为。该研究不仅从激子扩散角度为进一步加强器件的效率和稳定性提出了新的见解与理念,而且为未来有机光伏器件的发展提供了更多的选择与可能性。

同时,郝晓涛教授等人系统地综述了近几年绝缘聚合物在有机太阳能电池中的应用,并且从自组装效应出发,对异质结形貌调控等四个方面系统地分类讨论了绝缘聚合物对有机光伏的影响。针对不同的方面,文章进一步讨论了存在于这些方法中的具体物理过程。最后,文章总结了绝缘聚合物修饰的有机太阳能电池中所存在的不足并展望了其未来的发展方向。利用绝缘聚合物修饰有机光伏器件为器件性能的优化提供了全新且可行高效的方法,为内在物理机制的研究带来了更多更新颖的思路,同时加速了有机光伏的大规模产业化进程。该述评文章以“Recent Progress of Organic Solar Cells with Insulating Polymers”为题在线发表于Solar RRL,第一作者为物理学院博士生王桐。通讯作者为刘建强和郝晓涛,澳门十大网上博网址为唯一作者单位。

相关研究工作得到了国家自然科学基金项目、晶体材料国家重点实验室和山东省重大基础研究项目等的支持。

文章链接:

1.Exploring the mechanisms of exciton diffusion improvement in ternary polymer solar cells: from ultrafast to ultraslow temporal scale.

2.Recent Progress of Organic Solar Cells with Insulating Polymers


【供稿单位:物理学院    作者:张康宁 王桐    编辑:新闻网工作室    责任编辑:国千卉 蒋晓涵  】

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