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耐热性大幅提高的有机薄膜太阳能电池(OPV)
时间:2019-04-29   点击: 465 次
    日本理化学研究所于2015年9月24日宣布,开宣布了耐热性大幅进步的有机薄膜太阳能电池(OPV)。相关论文已刊登在学术杂志《Nature》的在线版“ScientificReports”上。

OPV比硅类太阳能电池等耐用性差,这是其迟迟得不到实用化的原因之一。尽管下降耐用性的紫外线、水及氧气等要素可通过封装资料等处理,但关于耐热性却没有很好的处理方法。此次开发的技术大幅进步了耐热性,有或许成为加快OPV实用化的重要一步。此次试制的OPV元件的能量转化功率最高为9.0%,在研究所的试制实例中是比较高的。

(a)是此次开发的OPV元件的耐热性实验成果。红色折线为HTL选用氧化钨(WOx)的元件,蓝色折线为HTL选用MoOx的元件,黑色折线是原来的选用p型半导体资料的元件。(b)是元件构造的概要。

开宣布这项技术的是日本理化学研究所创发特性科学研究中心创发分子功能研制组高档研究员尾坂格等人。进步耐热性的关键是作为p型半导体资料选用了新开发的高分子资料“PTzNTz(thiophene and thiazolothiazole)”。


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在500小时的耐热性实验中没有劣化

尾坂等人选用这种PTzNTz和n型半导体资料——富勒烯诱导体,作为活性层资料,试制出了OPV元件。为评价其耐热性,将OPV元件放在摄氏85度的氮气中保存了500个小时。

原来选用p型半导体资料的OPV元件在相同的耐热性评价中,动力功率会降至初期值的大约40%,而此次经过500小时后,动力功率为初期值的大约90%,耐热性大幅进步。另外,此次将OPV元件的正极与活性层之间的空穴运输层(HTL)的资料由钼氧化物(MoOx)换成钨氧化物(WOx),进行了相同的实验,成果发现动力功率为8.3%,基本没有下降。

这种OPV元件的能量转化功率最高值为9.0%,此时的开路电压(VOC)为0.84V,短路电流(JSC)为16.0mA,填充因子(FF)为0.67。


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