许秋将手中的几篇文献装订好,大致扫了一眼内容,有机光伏领域近期没有什么值得注意的工作。
可能都在憋大招,像徐正宏那边基于IDTBR体系的衍生物,保守估计有两三篇AM级别的文章在路上。
放下文献,许秋起身汇报,昨日大会上的收获总结PPT。
魏兴思已经从龚远江那边要了大会演讲者们的PPT,不过许秋还没来得及把对应的图片整理放进去,都是文字版的。
首先,是Bazan提到的两项测试:
激子结合能,即让被束缚的电子/空穴对(激子)拆分成为自由电子/空穴需要付出的能量。激子平均扩散距离,即被束缚的电子/空穴对(激子)在复合发光/发热前平均移动的距离。
这两项测试在早年出现的比较多,针对传统富勒烯体系中的给体材料,不过现在比较少见了。
主要是因为这些聚合物给体材料本质上都是类似的D-A共轭共聚物的结构,所以对它们测试得到的这两项参数差别不大,况且这两个实验测起来还很麻烦。
种种原因,导致后来的研究者们渐渐的就懒得进行这两项表征了,得不出什么新的结论来不说,测起来还贼费事。
对于富勒烯体系的通用结论是:
一方面,给体材料激子结合能普遍偏高,导致有机太阳能电池器件的开路电压相对较低,同样禁带宽度的材料,可能比无机硅太阳能电池或钙钛矿光伏器件的开路电压低伏特左右。
这是什么概念呢,拿干电池举例,无机硅或钙钛矿就像正常的5号、7号电池,电压在伏特左右,而有机光伏的电压就只有伏特。
在其他条件相当的情况下,有机光伏器件天生就自带20%左右的光电转换效率减成DEBUFF。
另一方面,激子平均扩散距离也很短,大约在10纳米左右。
这意味着绝大多数的激子在产生后,只能扩散10纳米的距离,再远的话,好不容易吸收太阳光产生的激子就会复合,重新变为光能或热能损失了。
这就是为什么有机太阳能电池,不能硅基、钙钛矿太阳能电池那样有效层采用平面异质结,而必须要用体异质结的原因。
因为只有形成了双连续的三相共混结构,保证各个相区中都有一个维度的尺度在10纳米的级别,才能确保产生的激子在被拆分和被电极收集前,不会大量复合。
一旦相区的尺度太大,比如超过20纳米,或是像平面异质结的100纳米以上,那么位于中央部分的有效层在吸光后产生的激子,还没来得及扩散到界面,就会因复合而消耗掉,导致有效层的中央区域成为死区,不会对器件效率的提升做出贡献,从而叠加一个?%的效率减成DEBUFF。
同样的,激子平均扩散距离短,也让
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