印刷薄膜光伏衰减与稳定性研究

        新型有机及钙钛矿薄膜光伏电池的衰减过程及机理机制与传统的无机晶体硅及化合物半导体光伏电池有很大的不同。到目前为止,具体影响有机及钙钛矿薄膜光伏电池衰减的因素以及作用因子还不清晰。

     (1)有机及钙钛矿薄膜光伏电池衰减测试方法研究

        项目研究研究团队利用自主搭建多通道薄膜光伏器件性能衰减测试系统,开展包括:电池外接负载、光谱辐照、电池工作温度以及水氧气氛等条件对新型有机及钙钛矿薄膜光伏电池衰减过程的影响,为建立有机及聚合物薄膜光伏电池稳定性能测试方法提供科学基础。

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手套箱集成多通道薄膜光伏衰减测试系统

(2)有机及钙钛矿薄膜光伏本征衰减过程研究

        有机及钙钛矿薄膜光伏电池的本征衰减过程是决定有机及钙钛矿薄膜光伏电池使用寿命的关键。研究团队通过构建惰性气氛环境以及分离简化光、电、热等因素的方法,系统地比较研究光、电、热等因素诱导的电池本征衰减过程,建立其衰减机制模型。例如:团队通过对P3HT:PC61BM光伏电池在不同外接负载条件下的衰减过程,建立了光诱导PCBM二聚是导致有机薄膜光伏器件快速衰减的主要原因[1]。在对器件衰减过程机理理解的基础上,进一步通过器件材料及结构的改性,提升了薄膜光伏电池的稳定性能[2]。

 

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P3HT:PC61BM光伏电池衰减过程的负载依赖性与机制分析

(3)有机及钙钛矿薄膜光伏电池封装与稳定性提升方法研究

       针对有机及钙钛矿薄膜光伏电池的实用化目标,研究团队还开展有机及钙钛矿薄膜光伏电池封装技术以及稳定性提升方法[3]。

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不同封装工艺对聚合物薄膜光伏电池稳定性能的影响

参考文献:

[1] Yan, L.; Yi, J.; Chen, Q.; Dou, J.; Yang, Y.; Liu, X.; Chen, L.; Ma, C.-Q. External load-dependent degradation of P3HT:PC61BM solar cells: behavior, mechanism, and method of suppression. J. Mater. Chem. A 2017, 5, 10010-10020.

[2] Yan, L.; Yang, Y.; Ma, C.-Q.; Liu, X.; Wang, H.; Xu, B. Synthesis of carbon quantum dots by chemical vapor deposition approach for use in polymer solar cell as the electrode buffer layer. Carbon 2016, 109, 598.

[3] 闫翎鹏、伊金垛、谭铭希、马昌期,《有机光活性层复合墨水、有机太阳能电池及其制备方法》 PCT专利,国际申请日:2017.12.29,国际申请号:PCT/CN2017/119957,优先权日:2017-3-6,优先权号:2017101263489