《高效有機-無機雜化光伏材料與器件的基礎研究》是依託華南理工大學，由葉軒立擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：高效有機-無機雜化光伏材料與器件的基礎研究
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：葉軒立
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來，有機/聚合物及可溶液加工的有機-無機雜化光伏電池作為一種新型太陽電池技術在國際上引起了廣泛關注。和純無機半導體材料相比，有機/聚合物光伏材料和有機-無機雜化材料價格低廉，毒性小，便於製成柔性器件, 可以提供不同形式的能源供給模式。可溶液加工的有機-無機雜化光伏電池在近年也得到到廣泛關注，尤其是鈣鈦礦結構的有機-無機雜化材料，其具備遷移率高，吸收好等優點。在本項目的研究中，我們擬進行新材料的設計與合成，發展一系列新型的光伏給體材料和受體材料以及具有鈣鈦礦結構的有機-無機雜化材料，研究化學結構對材料的加工性能、光學性能、電荷傳輸性能、光伏性能等方面的影響，探索光伏活性層納米薄膜聚集態結構的調控方法。在新材料的基礎上，通過器件製作、器件界面工程的全面最佳化，在高效率有機/聚合物及可溶液加工的有機-無機雜化太陽電池領域有重大突破。
結題摘要
近年來，有機/聚合物及可溶液加工的有機-無機雜化光伏電池作為一種新型太陽電池技術在國際上引起了廣泛關注。與純無機半導體材料相比，有機/聚合物光伏材料及有機-無機雜化材料價格低廉，毒性小，便於製成柔性器件，可以提供不同形式的能源供給模式。然而，儘管目前有機/聚合物及可溶液加工的有機-無機雜化太陽電池的能量轉換效率在不斷攀升，但是離商業化的要求還有較大的距離。因此，在本項目的研究中，我們首先設計合成了一系列有機太陽電池的新型給體、非富勒烯受體及可溶液加工的界面材料，並通過最佳化器件加工工藝，實現了單節有機太陽電池能量轉換效率11%以上，其中，可厚膜加工的界面材料和綠色溶劑加工工藝為未來大面積印刷工業化生產提供了理論依據和技術支持；同時，我們通過構建新型疊層結構，提高器件對光的利用率，並結合光學模擬手段，顯著提高有機太陽電池效率至12%以上；其次，我們還通過調節鈣鈦礦前驅體溶液中不同成分的比例或加入少量添加劑對鈣鈦礦薄膜的微觀形貌進行調控，並設計一系列空穴及電子傳輸層或修飾層材料，實現能量轉換效率18%以上，製備了高效、穩定並適合印刷製備的鈣鈦礦太陽電池。綜上所述，這些理論研究成果的取得為有機/聚合物及可溶液加工的有機-無機雜化光伏電池的商業化奠定了基礎。
