科研專欄 / ENLITECH
第一作者：徐同樂，呂杰，楊可
通訊單位：陸仕榮
DOI：10.1039/d1ee01193f
能源類期刊Energy & Environmental Science (IF 38.532) 在近期發(fā)表一項研究。中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院陸仕榮研究團(tuán)隊透過新型液晶小分子供體，實(shí)現(xiàn) 15.8% 效率的二元全小分子有機(jī)太陽能電池。
使用硒酚替代光伏材料可以改善分子間相互作用，并將相分離形態(tài)優(yōu)化到理想狀態(tài)。然而，對于已表現(xiàn)出高效率的液晶供體來說，這種替代策略的表現(xiàn)仍不清楚。由于這些結(jié)構(gòu)優(yōu)勢的結(jié)合可能有助于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)備性能，因此，研究團(tuán)隊設(shè)計并合成了兩種新型液晶小分子供體 L1 和 L2，以研究硒酚對液晶供體形態(tài)和光伏性能的影響。L1 和 L2 是以 benzo[1,2-b:4,5-b0]dithiophene (BDT) 為核心，兩者之間的主要區(qū)別在于 BDT 的共軛側(cè)鏈，包括具有噻吩 (thiophene) 基團(tuán)的L1和具有硒吩 (selenophene) 基團(tuán)的L2。
圖表解析
供體材料結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性
以 L1 或 L2 作為供體和 Y6 作為受體的全小分子有機(jī)太陽能電池 (ASM-OSC) 進(jìn)行優(yōu)化和研究。透過光焱科技太陽光模擬器，搭配 QE-R 量子效率測量系統(tǒng)進(jìn)行光譜回應(yīng)量測，研究結(jié)果顯示，參考器件 L1:Y6 獲得了 14.6% 的 PCE，L2:Y6 的器件產(chǎn)生了 15.8% 的出色 PCE。特別的是，即使 L2:Y6 的薄膜厚度高達(dá) B300 nm，ASM-OSC 仍然可以產(chǎn)生不錯的 14.3% PCE，超過了厚膜 (Z300 nm) OSC 的效率。
光焱科技量子效率測量系統(tǒng)除了用于太陽能電池的 EQE (External Quantum Efficiency) 光譜分析，同時對于太陽能電池在太陽光模擬器下的短路電流，也提供了 Jsc (short-circuit current density) 的比對，以證明實(shí)驗(yàn)的真確性。光焱科技的太陽光模擬器與 KA-6000 軟件，同時也提供了短路電流對時間變化的監(jiān)控，以證明太陽能電池的穩(wěn)定。
光伏性能
設(shè)備特性
推薦儀器
SS-X系列太陽光模擬器
SS-X系列太陽光模擬器是一款A(yù)+光譜等級的超級太陽光模擬器。
具備更低的光譜失配誤差，數(shù)據(jù)更好更準(zhǔn)確，文獻(xiàn)發(fā)表沒困擾；
自動變光強(qiáng)測試分析理想因子n與更高的1sun；
更高的1sun維持工作時數(shù)與更簡便的操作與維護(hù)。
QE-R 量子效率測試系統(tǒng)
可信賴性
擁有ISO17025 量子效率光電校正實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證之設(shè)備制造商；
國際期刊提及之設(shè)備制造商；
量子效率量測儀 出貨量超過五百臺；
測量結(jié)果大量被高引論文及高影響因子期刊采用。
KA6000 測試軟件
KA6000 – *的鈣鈦礦電池 IV 測量和分析軟件
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