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改变聚合物结构可提高太阳能电池效率

据物理学家组织网近日报道,日本科学家发现,改变聚合物的结构,有望显著提高由其制成的太阳能电池的光电转化效率,最新研究将有助于科学家研制出转化效率更高的有机(或无机)聚合物太阳能电池。 基于有机聚合物的太阳能电池非常重要,因为与传统的无机太阳能电池中使用的聚合物相比,有机聚合物便宜且容易处理。然而,迄今为止,转化效率最高的聚合物太阳能电池都还无法满足实用所需。 不过,现在,日本理化学研究所(RIKEN)新兴材料科学研究中心新兴分子功能研究小组的大阪至(音译)和同事偶然发现,聚合物结构的小小变化能改变聚合物链的结合状态,从而极大地提高太阳能电池的效率。 当光能被聚合物太阳能电池中的聚合物吸收时,电子会被激发到更高的能态以产生高能电子和一个相对应的电子“空穴”。为了将光能转化为电流,这些电子和空穴必须通过聚合物到达电极,然后再结合,但这个过程会损失很多能量。很多科学家们正在进行各种实验,希望能对这一转化过程做出改......阅读全文

化学所在非富勒烯型聚合物太阳能电池研究中取得进展

  近年来,聚合物太阳能电池由于其重量轻、价格低廉、可通过印刷的方式制备大面积柔性器件等优势,得到了学术界和工业界的广泛关注,是重要的前沿研究领域。聚合物太阳能电池的活性层通常由基于聚合物/有机小分子的电子给体和电子受体共混而成。作为电子受体材料,以PCBM为代表的富勒烯类n-型有机半导体已经被广泛

化学所制出迄今效率最高的反向结构聚合物太阳能电池

  聚合物太阳能电池一般由共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体的共混膜夹在ITO透明正极和金属负极之间所组成,具有结构和制备过程简单、成本低、重量轻、可制备成柔性器件等突出优点,近年来成为国内外研究热点。传统器件结构使用透明导电聚合物PEDOT:PSS修饰ITO电极作为正极、低功函数活泼金属作为负极。P

"太阳能教授"杨阳突破有机太阳能电池技术瓶颈

杨阳教授(右三)与其透明聚合物太阳能电池研究团队。  有机太阳能电池是指成分全部或部分为有机物的太阳能电池。相对于传统的无机太阳能电池,有机太阳能电池以质轻、价廉、材料设计可控和可实现大面积柔性制备等特点,拥有更加广阔的商业应用前景,已受到太阳能研究人员的青睐。但由于目前有机太阳能电

化学所在聚合物太阳能电池能量研究方面取得新突破

  P3HT和ICBA的分子结构以及基于P3HT/ICBA聚合物太阳能电池的器件结构和光伏性能   聚合物太阳能电池一般由共轭聚合物给体和富勒烯衍生物受体的共混膜夹在ITO透明正极和金属负极之间所组成,具有结构和制备过程简单、成本低、重量轻、可制备成柔性器件等突出优点,近年

我国学者以TzBI共轭聚合物为原料研制高效太阳能电池

  在国家自然科学基金项目(项目编号:91633301、21520102006、21822505)等资助下,我国学者在聚合物太阳能电池研究中取得重要进展。研究成果以“Fine-tuning of the Chemical Structure of Photoactive Materials for

富勒烯薄膜光伏衰减机制与稳定性提升研究获进展

  聚合物太阳能电池(PSCs)作为一种新型薄膜光伏电池,具有成本低、可溶液制备、毒性低、材料来源广等优点,被认为是很有前途的新型能源技术之一。要实现PSCs的真正商业化应用,需要满足三大条件:高效率、高稳定性和低成本。经过科学家的不懈努力,目前PSCs的最高效率已超过18%,已接近商业化应用要求。

噻吩环助力厚膜聚合物太阳能电池

  有机太阳能电池作为一种非常具有前景的可再生能源转换技术,受到了学术界和工业界的广泛关注。伴随着新型材料的制备和应用、给受体形貌控制、界面改性和器件工程的提高,有机太阳能电池的光电转换效率(PCE)已经突破12%,甚至超越13%(10.1021/jacs.7b01493,10.1038/nphot

体光伏材料侧链工程研究获进展

  聚合物太阳能电池具有结构和制备过程简单、成本低、重量轻、可制备成柔性器件等突出优点,成为近年来国内外研究热点。将富勒烯衍生物受体用n-型有机半导体材料取代,可以克服富勒烯受体存在的可见光区吸光弱、能级调控困难和形貌稳定性差等缺点,近年来受到研究者的关注。多种性能优异的非富勒烯型受体被设计出来,如

美国加州大学洛杉矶分校杨阳教授访问化学所

  9月19日上午,美国加州大学洛杉矶分校杨阳教授访问中科院化学研究所并作分子科学前沿讲座报告。杨振忠副所长主持了报告会,万立骏所长为杨阳教授颁发了“分子科学前沿讲座教授”荣誉证书。   杨阳教授是国际著名的有机半导体/共轭高分子光电子器件(包括有机发光二极管和有机太阳能电池等)研究专家,已发表2

化学所非富勒烯全小分子太阳能电池效率研究获进展

  溶液可加工本体异质结太阳能电池具有质量轻、成本低、可采用溶液印刷方法制备柔性大面积电池面板等优势,成为了近年来新能源研究领域的研究热点。本体异质结太阳能电池活性层由溶液可加工的共轭聚合物或小分子给体与受体共混组成。其中,以富勒烯及其衍生物制备的电子受体材料为有机太阳能电池领域的发展做出了巨大贡献

嵌入氧化锌光学间隔 小分子有机太阳能电池增效50%

  据物理学家组织网近日报道,美国加州大学圣巴巴拉分校的研究人员证明,仅仅通过在一种小分子有机太阳能电池的活性层和电极之间,调谐活性层的厚度并嵌入一个光学间隔,便可使其效率获得50%的增长,从6.02%提高至8.94%。  目前世界上有机太阳能电池和基于聚合物的太阳能电池是业内排在前列的研究方向,但

福建物构所有机太阳能电池材料与器件研究获进展

  聚合物太阳能电池可以利用溶液旋涂、卷对卷和喷墨印刷等低成本制造技术,有望大大降低太阳能电池的制造成本。近年来虽然聚合物太阳能电池的转换效率已经突破10%,但是大部分聚合物都是基于苯并二噻吩构筑单元。为了实现有机太阳能电池效率的进一步突破,人们急需基于新设计策略和新构筑单元的太阳能电池材料。  在

磁性纳米粒子可提高太阳能电池的性能

  磁性纳米粒子可以提高由聚合物制成的太阳能电池的性能——前提是纳米粒子加入的量合适。这是在DESY的同步辐射光源PETRA III 的X射线研究的结果。慕尼黑技术大学教授彼得•博士穆勒  -Buschbaum为首的科学家发现,纳米粒子质量比约增加百分之一,太阳能电池效率就会更高。他们将在

聚合物太阳能电池活性层微观形貌调控方法取得进展

  近年来,形貌的优化成为进一步提高聚合物太阳能电池能量转换效率的关键问题,尽管二元混合溶剂(一般是主溶剂和添加剂组成)对给受体的结晶行为和相区大小的调节已取得良好的效果,但它对更精细的形貌参数,如相区纯度、相区界面的调节还无能为力。  在中国科学院、科技部、国家自然科学基金委的大力

化学所在聚合物太阳能电池研究方面取得系列进展

  太阳能是取之不尽用之不竭的清洁(绿色)能源,近年来随着世界各国对环境问题的重视,将太阳能转换成电能的太阳能电池成为各国科学界研究的热点和产业界开发、推广的重点。相对于无机太阳能电池,聚合物太阳能电池具有成本低、制作工艺简单、重量轻、可制备成柔性器件等突出优点,另外共轭聚合物材料种类繁多、可设计性

长春应化所“聚合物太阳能电池的制备方法”专利获授权

长春应化所利用多步可控溶剂气氛处理法制备高效聚合物太阳电池  中国科学院长春应用化学研究所杨小牛研究员等科研人员发明的“一种聚合物太阳能电池的制备方法”专利近日获得了国家知识产权局授权。   聚合物太阳能电池由于低成本、柔性、易制取等优点成为可再生能源研究的热点。在基于可溶性聚

美国太阳能“玻璃”可发电

  据新华社电,太阳能发电既经济又清洁,可惜太阳能板不够美观。美国研究人员开发出一种新型太阳能板,既能把太阳能转化为电能,又有较高透明度,有望用于建筑物窗户,让“玻璃”也发电。这一成果由美国最新一期《ACS纳米》杂志发表。   加利福尼亚大学洛杉矶分校研究小组称,这种新型聚合物太阳能电池由光敏材料

化学所提出两维共轭聚合物光伏材料的分子设计策略

  具有两维共轭结构的苯并二噻吩类聚合物是由中国科学院化学研究所研究人员发展起来的一类高性能的聚合物光伏材料,这类材料具有宽吸收、高迁移率等突出优点,成为聚合物太阳能电池领域的研究热点。近三年来,化学所高分子物理与化学重点实验室的研究人员在两维共轭聚合物光伏材料及其在聚合物太阳能电池方面的应用进行了

化学所二维共轭聚合物光伏材料的分子设计研究获系列进展

  聚合物光伏材料的分子结构与其光伏性能具有十分密切的关系。根据目前报道的结果来看,对光伏聚合物的分子结构优化大多是针对某一个聚合物来进行的,也就是说,对于不同的分子结构,人们需要采用不同的方式对其进行优化。这不仅增大了分子结构优化工作的难度,也容易导致错过很多具有潜力的分子结构单元。因此,找到一种

“天问一号”奔向火星,这些高校功不可没

  7月23日12时41分,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在中国文昌航天发射场成功发射,开启了瑰丽壮美的火星之旅,迈出了我国自主开展行星探测的第一步。  而在成绩背后,是一代代中国航天人矢志不渝的执着追求,是一支支科研团队并肩携手的顽强奋战。在首次火星探测任务中,高校科研力量是重要参与者。一

宽带隙太阳能电池材料及其叠层器件研究获进展

  聚合物太阳能电池具有质量轻、柔性及低成本等独特的优势,近10多年来受到世界各国科学工作者的广泛关注。如何在拓宽材料分子吸收的同时,保持高开路电压是有机光伏领域一个重要研究内容。采用叠层器件结构将两个具有不同吸收范围的单结电池串联起来,可以同时实现宽吸收光谱与高开路电压,是提升有机太阳能电池效率的

宽带隙太阳能电池材料及其叠层器件研究获进展

  聚合物太阳能电池具有质量轻、柔性及低成本等独特的优势,近10多年来受到世界各国科学工作者的广泛关注。如何在拓宽材料分子吸收的同时,保持高开路电压是有机光伏领域一个重要研究内容。采用叠层器件结构将两个具有不同吸收范围的单结电池串联起来,可以同时实现宽吸收光谱与高开路电压,是提升有机太阳能电池效率的

科学家开发出太阳能电池用新型聚合物材料

   迄今为止,世界上80%以上的能源是通过燃烧石油、天然气和煤产生的。首先,这会导致严重的环境污染;其次,人类在过去不到两百年的时间里已消耗了经过数百万年形成的全球石油资源可开采储量的一半以上。目前,世界各地的科学家的主要目标集中在如何提高太阳能的光电转换效率,却很少有人关注太阳能电池板基体材料的

提高太阳能吸收率有奇招:把蓝光电影刻在太阳能电池板上

  把电影刻在太阳能电池板上?这看似无厘头甚至有点疯狂的想法,却让几位研究太阳能电池的科学家尝到了甜头。日前,来自美国西北大学的一个研究小组称,受蓝光电影压缩和刻录技术的启发,他们开发出一种吸光性能更好的太阳能电池。更为有趣的是,他们还发现,该技术对刻录的内容并不敏感,无论是成龙的《超级警察》还是皮

日本大阪大学使用人工智能设计新型太阳能材料

  为了更快地寻找匹配良好的太阳能材料,日本大阪大学的科学家们应用随机森林法进行筛选,这是一种能够设计、合成和表征聚合物的机器学习技术,能够促进有机太阳能光伏(OPV)光电子材料的快速发展。  来自大阪大学的科学家们从大约500项研究中收集了1200份有机太阳能光伏的数据。利用随机森林机器学习法,他

大连化物所光催化辅助燃料电池ORR研究取得新进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室、洁净能源国家实验室(筹)李灿院士研究团队在太阳能光-电转化和燃料电池化学能-电能转化交叉领域取得新进展,发现光催化可以显著促进氧还原反应(ORR)的催化活性,并基于此提出了聚合物太阳能电池和H2-O2燃料电池耦合的叠层电池概念,相关研究成

韩国科学技术研究院耿建新博士访问理化所

  应工程塑料国家工程研究中心邀请,韩国科学技术研究院耿建新博士于11月4日来中科院理化技术研究所进行学术交流,并作了题为“有机杂化碳纳米材料”的学术报告。   报告中,耿建新博士主要介绍了具有共轭体系的有机小分子和共轭聚合物与碳纳米材料(碳纳米管和石墨烯)之间的p-p相互作用,并进

姚建年院士:中国化学给世界带来诸多惊喜

       国家自然科学基金委员会副主任 中国化学会理事长 中国科学院院士 姚建年  改革开放30年来,与国内各行各业一样,我国的化学科学研究获得了全方位发展,步入了高速发展时期,无论在基础、应用基础研究还是成果转化、实现产业化

新式大块共聚物太阳能电池问世

  据物理学家组织网5月29日报道,美国莱斯大学的化学工程师拉斐尔·维尔杜兹寇和宾夕法尼亚州立大学的化学工程师安立奎·戈麦斯领导的研究团队,研制出了一款基于大块共聚物(能自我组装的有机材料可以自主形成不同的层)的太阳能电池,尽管新电池的光电转化效率仅为3%,但仍然高于其他用聚合物作为活性材料的电池。

分子尺度的混乱可提升聚合物性能

  美国科学家在8月4日出版的《自然·材料学》网络版上指出,分子尺度的混乱实际上能提高聚合物的性能,最新研究有助于推动低成本的商用塑料太阳能电池的研发工作。   几十年来,科学家们一直希望制造出性能足以与硅基太阳能电池相媲美的柔性塑料太阳能电池,为此,他们需要制造出能让电荷更快流经太阳能电池的塑料