基于吡嗪空穴传输层的合成及在p-i-n型钙钛矿太阳能电池中的应用

钙钛矿太阳能电池由于具有高的光电转换效率,简单的溶液加工工艺,较低的成本等优势因而拥有广阔的应用前景。有机小分子空穴传输层材料在钙钛矿太阳能电池中扮演着极其重要的角色。在本工作中,我们设计和合成了基于吡嗪为分子中心核,三苯胺为分枝的X型空穴传输层材料PT-TPA。与Si-OMeTPA对比,吡嗪的引入不仅不会影响其结晶性,并且能够改善其电荷转移特性和分子中心共平面性,从而显著提升了PT-TPA的空穴迁移率。在非掺杂的情况之下,基于PT-TPA空穴传输层的p-i-n型钙钛矿太阳能电池展现出17.52%的光电转换效率,与相同条件下基于Si-OMeTPA空穴传输层的器件相比,效率提高了近15%。     

界面偶极如何影响有机与钙钛矿太阳电池的能带结构与性能

界面能带结构是指界面处电子能带的弯曲和倾斜。它能显著影响载流子的产生、注入、分离、传输、复合和收集等过程,是半导体光电子器件性能的重要影响因素。因此,优化界面能带结构、调控器件性能与工作机理是光电子器件领域的核心课题之一。如果将一组相距很近的正负点电荷肩并肩排列所组成的偶极层插入器件界面,电势能穿过偶极层时会发生突变,将能有效调控界面能带结构和载流子运动过程。     

《光电化学及新型太阳能电池》专辑序言

众所周知,能源与环境是当今人类面临的最大难题和挑战,随着世界能源需求的急剧攀升,传统化石资源的不断耗竭,全球温室效应和环境污染的压力日趋严重,发展各种可再生绿色能源成为当今世界最主要的共性问题和研究热点. 太阳能光电转化技术被认为是一种最有希望真正解决未来社会可再生能源和洁净环境问题的先进技术. 太阳可为人类提供取之不尽、用之不竭的巨大能源宝库,每年照射到地球的太阳能量高达174000TW,换言之,只要能以10%效率转化0.1%到达地球表面的太阳能,即可满足全球的能源需求. 当前国际上最热点研究的新型太阳能电池包括染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池、量子点太阳能电池及钙钛矿太阳能电池等,这些新型太阳能电池的研究近年来取得了长足的进步,世界上每年发表相关论文超过10000篇,其中中国学者在太阳能光电化学理论、光电转化器件设计、电极材料、有机半导体光伏材料、电解质系统、有机及钙钛矿太阳能电池电极界面修饰层材料等方面开展了大量卓有特色的工作,为推进各种新型太阳能电池的进步和应用做出不菲的贡献. 光电化学是一门研究光与电化学相互作用的交叉学科,是太阳能高效利用中光-电转化和光能-化学能转化的核心理论基础. 自上世纪70年代以来,光电化学理论得到不断发展和完善,为当今蓬勃发展的各种新型太阳能电池和光催化制氢等提供了强有力的理论指导. 然而,随着纳米科技、材料科学及半导体物理等现代科技的飞速发展和多学科深入研究,诸多新型太阳能体系研究的新现象和复杂性仍未能得到圆满解析. 仍亟需进一步从微观水平认识太阳能电化学电池及光电催化的反应本质,发展原位表征和超快时间分辨技术研究光生电子的传输、复合及界面反应等规律及定量关系,为人们设计高光电转化效率的电化学太阳能电池、推进商品化应用提供理论指导. 本专辑围绕光电化学及新型太阳能电池专题,收录了在相关研究领域具有丰富积累和影响的团队所撰写的9篇相关研究进展的综述文章和研究论文,部分反映了我国在新型太阳能电池结构设计、合成方法和性能研究方面的研究进展.希望借助该专刊的出版,能使广大读者更深入地了解我国在新型太阳能电池领域的研究现状、研究趋势和存在的问题及挑战,推动我国光电化学及新型太阳能电池研究的进一步发展. 在此,对本专辑的所有作者、审稿人及编辑部工作人员的卓有成效的工作和付出表示衷心的感谢！     

聚合物发光电化学池的研究——中国科学院有机固体重点实验室导电聚合物电化学研究工作简介(Ⅱ)

简要介绍本研究组 1997年以来在聚合物发光电化学池 (LEC)研究中取得的一些成果,包括发光聚合物的电化学性质及其HOMO和LUMO能级的电化学测量,LECp i n结的交流阻抗分析,双功能嵌段共聚物LEC,以及咪唑盐离子液体掺杂的室温准冷冻p i n结LEC等.     

导电聚合物的电化学制备和电化学性质研究——中国科学院有机固体重点实验室导电聚合物电化学研究工作简介(I)

简要介绍本研究组自上世纪80年代以来在导电聚合物的电化学制备和电化学性质研究中取得的一些主要成果,包括吡咯电化学聚合条件的影响、电化学聚合反应机理及其反应动力学、导电聚吡咯的两种掺杂结构及其两步电化学氧化还原过程和电化学过氧化的机理、导电聚苯胺的电化学性质、导电聚合物稳定性的电化学解释等等.     

导电聚合物

导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个研究领域,因其诱人的应用前景受到广泛重视,本文介绍了导电聚合物的发展和发展历史,综述了导电聚合物的结构和掺杂特征,制造方法,电导和电化学特性及其本征态共轭聚合物的光电特性,对导电聚合物当前的研究热点和应用前景进行了讨论。     

共轭聚合物发光和光伏材料研究进展

聚合物光电功能材料与器件因其广阔的应用前景,1990年以年来吸引了世界各国学术界的广泛关注和兴趣.聚合物光电子器件主要包括聚合物电致发光二极管、聚合物场效应晶体管和聚合物太阳能电池等,其使用的关键材料是共轭聚合物光电子材料,包括共轭聚合物发光材料、场效应晶体管材料和光伏材料等.本文主要对共轭聚合物电致发光材料和光伏材料的研究进展进行综述,介绍了这些聚合物材料的种类、结构和性质以及在聚合物电致发光器件和聚合物太阳能电池中的应用.并讨论了当前共轭聚合物光电子材料中的关键科学问题和今后的发展方向.     

钙钛矿型催化剂LaCoO_3的冷冻干燥制法

冷冻干燥是先使溶液骤冷而冻结后,再置低温低压下将溶剂升华除去,最后得到干燥物质的方法。它是本世纪初兴起的一门新兴技术,起初用于食品、医药和生物制品的干燥和保藏。从六十年代起,开始用来制备金属和合金粉末、陶瓷材料以及催化剂等。直用这种方法,Landsberg制得了超细钨粉和钨铼合金粉末,Schnettler制取了Al_2O_3陶瓷粉末。Tseung,Johnson,戎晶芳等又用这种方法分别制得了掺     

支链带有富勒烯的聚噻吩和齐聚噻吩及其光伏电池研究进展

可溶性聚噻吩和富勒烯(主要是C60)及其衍生物,是聚合物太阳能电池中被广泛使用的给体和受体材料,它们之间的相容性和富勒烯的聚集效应对于太阳能电池能量转换效率有很大影响。将富勒烯与聚噻吩通过共价键连接在一起,可解决它们的共混膜中的相分离问题,有望提高器件效率,是未来有机和聚合物光伏材料研究的一个重要方向。本文按主链是聚噻吩或齐聚噻吩将这种连有富勒烯的材料分为两类,介绍了这些材料的合成方法、电化学性质及基于这些材料的太阳能电池器件近几年来的研究进展。     

胶体法制备Mn2+掺杂Ⅱ-Ⅵ族稀磁性半导体纳米晶体材料的研究进展

近年来兴起的稀磁性半导体纳米晶体(DMSNC)是一种新型的半导体材料,由于其优异的光电磁性能得到了国内外研究人员的重视,并取得了快速发展,有望在多个领域得到应用。本文对以胶体法制备的Mn2 掺杂的ZnS、ZnSe、CdS、CdSe等为代表的Ⅱ-Ⅵ族DMSNC的主要研究进展和掺杂原理进行了综述,指出了现阶段所存在的问题,并对其未来发展进行了展望。