亚洲福利视频一区二区三区,亚洲人成高清毛片,亚洲成年人专区,亚洲综合九九 - www.czfhfz.com

太陽能電池領(lǐng)域富勒烯堅(jiān)挺輔助

能源危機(jī)加重，新能源家族肩負(fù)使命任重道遠(yuǎn)篱馅，其中的太陽能電池團(tuán)隊(duì)?wèi)?zhàn)報(bào)捷捷菲藏，有機(jī)太陽能電池(OSCs)和鈣鈦礦太陽能電池(pero-SCs)被科學(xué)界認(rèn)為是最具前景的光伏器件彰导。富勒烯衍生物在兩種器件中的堅(jiān)挺輔助功不可沒，它分別作為OSCs中的受體材料和pero-SCs陰極緩沖層(CBL)坊秸。

首先簡單了解一下有機(jī)太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池。

有機(jī)物太陽能電池的有機(jī)光敏帶由P型有機(jī)半導(dǎo)體構(gòu)成的給體，N型半導(dǎo)體構(gòu)成的受體組成归闺。光照時(shí)，有機(jī)半導(dǎo)體吸收具有一定能量的光子快挡，電子發(fā)生躍遷形成束縛態(tài)的電子-空穴對(duì)临辨，即激子。激子擴(kuò)散至給受體界面现蹂，在界面勢壘作用下發(fā)生分離筏拢，形成自由移動(dòng)的電子空穴，傳輸至陰極和陽極被收集凑懂，在外電路接通下產(chǎn)生光電流煤痕。鈣鈦礦太陽能電池與有機(jī)太陽能電池類似，具有三明治結(jié)構(gòu)征候，主要的不同在于光敏層杭攻，它是有機(jī)無機(jī)雜化構(gòu)成的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。

在過去幾年中疤坝，在提高兩種電池的能量轉(zhuǎn)化效率上取得的巨大進(jìn)展兆解，主要是通過優(yōu)化光敏化層和電極緩沖層的材料取得的。就有機(jī)太陽能電池來說跑揉，設(shè)計(jì)和合成一種新的共軛層給體材料锅睛，使其具有寬的吸收譜，低帶隙历谍，低的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)（LUMO）和高的空穴遷移率现拒，將會(huì)進(jìn)一步提高效率。

1.富勒烯衍生物受體

C60具有很高的電導(dǎo)性望侈，由于在有機(jī)溶劑中溶解度的低印蔬，阻礙了它在有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用。理想的受體材料應(yīng)在有機(jī)物中具有較好溶解性猛疗，而且有合適的能級(jí)铅州，與給體材料相配合。所以普遍的做法是在富勒烯衍生物上懸掛官能團(tuán)提高溶解度和LUMO,以達(dá)到開路電壓最大化的目的定合。這里中我們將提到一些富勒烯衍生物受體溶瞬，以及他們的理化叛榆、光電性質(zhì)。

1.1 PCMB和PCMB-like的富勒烯衍生物

在C60的基礎(chǔ)上人們首先定向改造出PCMB鄙骏，這種富勒烯衍生物被認(rèn)為在有機(jī)物中具有更好的溶解性和熱穩(wěn)定性码遥，LUMO和HOMO的差值（差值越小則更容易發(fā)生電子躍遷從而產(chǎn)生更多激子）為2.02eV. 而PC70BM的光譜吸收范圍更廣，LUMO與HOMO差值為1.96eV. 在提升LUMO上學(xué)者們做了大量工作碗冈，不同的富勒烯衍生物作為受體與相應(yīng)給體相配合所制成器件的各項(xiàng)數(shù)據(jù)測試結(jié)果如表1.所示：

表1.PCBM和PCBM-like受體的光電性能

表中富勒烯衍生物受體的分子結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖1. 幾種富勒烯衍生物的分子結(jié)構(gòu)圖

a)C60改造后的 PCBM和PC70BM改進(jìn)班粥，具有更好的熱穩(wěn)定性和LUMO.

b) bisPCBM和trisPCBM都是PCBM的原產(chǎn)物，經(jīng)過加工修飾后形成具有特定性質(zhì)的產(chǎn)物笤敞，如bisPC70BM

c) F1-F5具有更長的甲基鏈扳九，對(duì)紫外光的吸收造成影響

d) 中間烷基鏈修飾C60可以使得光譜吸收效果降低，但是當(dāng)P3HT作為給體時(shí)瞻绝，電子遷移速率將大大提高

e) F15-F17是取代苯基團(tuán)的衍生物玖瘸，當(dāng)P3HT作為給體時(shí)表現(xiàn)出高的熱穩(wěn)定性

1.2 ICBA和ICBA-like的富勒烯衍生物

以電子富集的茚作為取代基，構(gòu)成富勒烯衍生物ICBA檀咙，使得LUMO 能級(jí)相比PCBM提高了0.17eV雅倒，太陽能電池的開路電壓隨之得到提高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示弧可，P3HT:ICBA的給受體組合要比P3HT:PCBM在能量轉(zhuǎn)化效率上高出5.44%蔑匣，開路電壓高出0.26V.共受體組合和效率見表2：

表2.PCBM和PCBM-like受體的光電性能