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467 17%效率达成,为国争光!(求月票)

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率非常的高。

许秋看了眼时间,距离考试结束还有二十分钟左右,便没有急着出去。

他先是将当下的最佳条件,交给模拟实验人员进行批量重复,然后开始盘点叠层器件一步步走过来的历程。

最开始,是基于半透明器件,制备较为简单的“四终端法”叠层器件,当时底电池用的是半透明器件,结果发现即使是薄层金属电极,光损失仍然非常高,最终的器件效率总是小于10%,这说明“四终端法”并不适合有机光伏体系。

于是,许秋选择了“二终端法”,开始重新尝试,结果若干个体系试下来,终于把效率做到了10%。

后来,经过一段时间的工艺摸索,许秋选择了两个高效率的体系,底电池J2:IDIC-4F,顶电池PCE10:IEICO-4F,器件效率终于突破12%,打破了当时叠层器件的世界纪录。

再后来,许秋对“二终端法”的叠层器件的器件结构进行优化,不使用中间的薄层电极作为电荷复合层,而是直接用两层几乎透明的传输层取代,这样可以显著减小顶电池器件的光损失,极大的提升顶电池的电流密度,效率跃升到14%。

接着,许秋在J2:IDIC-4F中引入PCBM,用于调控顶电池和底电池之间的光吸收,使两者的短路电流密度可以更加容易的匹配,成功将效率冲上15%,突破了有机光伏领域公认的一大门槛。

然后,许秋看到Y系列受体在叠层器件中的折戟沉沙,觉得在设计叠层器件结构的时候,不能单单以原单结器件的效率为基准,而是要更多的考虑底电池和顶电池的适配情况,于是他将IDIC-4F替换为光吸收范围偏向于短波长范围的IDIC-M,进一步将器件效率往上推进了一些,达到了15.5%。

再然后,许秋试图寻找其他课题组开发的近红外非富勒烯受体,来取代原先组里使用的IEICO-4F,结果发现国家纳米科学技术中心李丹课题组开发出来的COi8DFIC,与之前自己的体系最为匹配,最终效率突破16%。

前几天,学妹心血来潮做了一批器件,结果现实器件的效率反超了模拟实验室的结果,经研究发现“真空放置”可以提升部分体系器件的性能,通过这种策略,成功将效率提升至16.5%以上。

同时,许秋还从李丹课题组的三元文章中获得了灵感,将PCBM从底电池有效层中取出,放到顶电池中,最后同样将器件效率提高到16.5%以上。


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