【摘 要】
：
在众多太阳能电池中,有机太阳能电池具有材料结构可设计、器件制备工艺简单灵活、吸收光谱可选择并且能够在柔性或者非柔性衬底上加工等优点,故而成为全球范围内最受瞩目的研究前沿之一。如何设计并合成出高性能的光伏材料、实现活性层形貌的优化进而提高光电转换效率,一直是有机太阳能电池领域的研究重点。本论文采用三元优化策略,从器件制备和材料结构设计两个维度出发,实现了有机太阳能电池性能的提升,主要研究成果如下:（
论文部分内容阅读
在众多太阳能电池中,有机太阳能电池具有材料结构可设计、器件制备工艺简单灵活、吸收光谱可选择并且能够在柔性或者非柔性衬底上加工等优点,故而成为全球范围内最受瞩目的研究前沿之一。如何设计并合成出高性能的光伏材料、实现活性层形貌的优化进而提高光电转换效率,一直是有机太阳能电池领域的研究重点。本论文采用三元优化策略,从器件制备和材料结构设计两个维度出发,实现了有机太阳能电池性能的提升,主要研究成果如下:（1）基于PM6:L8-BO二元体系,引入新型非富勒烯小分子受体BTA-3BO来构筑高效三元有机太阳能电池,并且系统研究了第三组分的加入对活性层形貌产生的影响。结果表明BTA-3BO能够增强结晶性,提高载流子迁移率,进而优化器件的电荷传输性能。同时BTA-3BO的加入能够改善活性层的形貌,在增大相分离的同时能够实现对纳米纤维结构的精细调控。除此之外,BTA-3BO的加入弥补了二元体系在长波长方向吸收的不足,拓宽了活性层的吸收范围。因此,三元器件获得更高的激子解离、电荷传输效率,电荷复合程度也大大降低。最终,三元器件的Jsc从25.9mA cm-2提高至27.4 mA cm-2,能量转换效率从17.8%提高至18.8%。（2）基于聚合物受体PYT,采用三元共聚策略将具有不同长度烷基链的小分子受体单元（Y5-OD-Br和Y5-EH-Br）与噻吩共聚,合成出一系列聚合物受体—PYT-EHx。结果表明短烷基链单元的引入能够增强材料的结晶性、获得更加紧密的堆积并提高载流子迁移率,进而优化器件的电荷传输性能;且随着短烷基链单元比例的增加,材料结晶性呈现出梯度增强的趋势,PYT-EHx类受体表现出增强且红移的吸收;当x＞0.2时,edge-on取向增加,对电荷传输造成不利影响,PBDB-T:PYT-EH0.2体系获得最高且平衡的载流子迁移率。同时短烷基链单元的引入能够优化材料之间的相容性,且随着短烷基链单元比例的增加而呈现出有规律的变化;其中,PYT-EH0.2受体与PBDB-T的相容性最好（χ=0.08K）。除此之外,PYT-EH0.2受体体系获得了合适的相分离程度,不仅激子解离、电荷传输效率最高,电荷复合程度也最弱。相较于PBDB-T:PYT体系,PBDB-T:PYT-EH0.2 体系的 Jsc 从 21.4 mA cm-2 提升至 22.6 mA cm-2,FF 从 67.0%提升至70.9%。值得注意的是,短烷基链单元的引入在不改变受体能级的情况下降低了Eloss,使得Voc从0.890 V提高至0.920 V。因此,PBDB-T:PYT-EH0.2体系取得了PYT-EHX类受体的最高效率一14.8%。
其他文献
近年来,随着微纳米技术的不断提升,以微纳米薄膜作为发声材料的热致发声器逐渐兴起,并被人们所熟知。相比于传统的依靠部件振动发声的电声换能器,氧化铟锡等薄膜热发声器具有无振动部件、体积小、重量轻及柔性等优点,这些特性可以改变车辆和飞机等载运工具上扬声器体积过大及布置受限的局面,也可以作为次级声源更好应用于载运工具的舱室噪声有源控制中。电-热-声模型和光-热-声模型是薄膜热声效应最主要的两个理论模型,然
动物身上展现出强大的空间认知能力,在缺少足够先验信息和精确坐标信息的情况下能够利用自身器官或者生物特性功能在环境中实现自我定位。承担动物环境认知与记忆功能任务的是大脑皮层中的海马体（Hippocampal formation）结构,鼠类动物依靠海马体中的神经元细胞在脑中生成认知地图,重现周围的环境格局。随着位置细胞、头朝向细胞、网格细胞、边界细胞等空间细胞的发现,越来越多的研究者尝试通过模拟鼠脑空
近年来,压电材料在航空航天、医疗器械、车辆工程等领域的智能器件中有着广泛的应用,实际的器件正朝着微型化和智能化的方向发展。纳米尺度下,压电材料与结构的应变梯度非常大,此时,由应变梯度产生的力电耦合现象,即挠曲电效应非常显著,这将致使结构的力学行为产生重要变化。挠曲电效应对压电纳米器件影响重大,如纳米机器人、汽车中的纳米传感器、纳米俘能器等。在微/纳机电系统或设备中,挠曲电纳米矩形板结构是应用最广泛
膝单髁置换术（UKA）近年来在国内发展迅速，同时加速康复外科理念在关节外科领域不断深化，做好围手术期管理是保证手术成功、获得快速康复的关键环节。为减轻患者围手术期的创伤和应激反应，优化围手术期管理模式，提高UKA的疗效并促进其标准化、规范化，中国研究型医院学会关节外科学专业委员会膝关节部分置换研究学组在2020年制定推出《膝关节单髁置换术围手术期管理专家共识》，本文对其中重点内容和热点问题进行解读
微夹持器作为微操作与微装配的重要工具广泛应用于生物医学、半导体加工、光学精密加工等领域,而上述领域的飞速发展对微夹持的性能提出了更高的要求。如何实现更大的夹持范围,更高的夹持精度以及更可控的夹持过程成了微操作与微装配的关键。本文结合大行程、高精度、自适应目标位置的夹持需求,提出了一套双边独立运动且具有较大行程的双驱微夹持器。该夹持器将两个压电粘滑平台作为驱动元件,同时集成了力反馈功能。针对高夹持精
航空发动机是飞行器的“心脏”,其先进性体现了一个国家的工业水平。在航空发动机的地面试验以及装备飞机服役过程中,需要准确测量发动机高温截面的气流温度,用于航空发动机的性能评价、状态监控和燃油控制等。由于起步晚,技术基础薄弱,目前国内用于测量发动机高温气流温度的测量装置在性能及可靠性方面仍存在很多不足。本文针对航空发动机提出的快速响应、高测量精度以及高可靠性要求,通过分析各项温度测量技术的特点和现状,
近几年,由聚合物给体和聚合物受体组成的全聚合物太阳能电池（all-PSCs）,具有良好的热稳定性和形貌稳定性的优点,有利于实现商业化发展,从而引起了研究者的广泛关注。然而,传统聚合物受体材料存在消光系数低及聚集过强等缺点,限制了all-PSCs的进一步发展。因此,本文从分子设计角度出发来开发新型聚合物受体,利用不同的分子设计策略来调控聚合物受体的光学、电化学性质和共混膜的纳米尺寸形貌,并系统性研究
随着我国人口老龄化和城镇化的快速发展,从事农业生产的劳动力持续减少,农业生产面临着劳动力短缺和人力成本快速上升的问题。尤其是番茄生产逐渐由小农户生产转向规模化温室种植,用工矛盾日益突出,因此,推动番茄收获工作由人工采摘向机器人自主采摘转变十分必要。本文以玻璃温室中种植的樱桃番茄为研究对象,重点研究番茄采摘机器人在非结构化环境中整串收获和单粒收获番茄的目标识别定位、抓取姿态计算以及采收策略等技术难题
在信息化的现代社会,传感技术已经成为一个国家发展进步的重要基础与动力,也是人类探索宇宙,迈向太空的必备关键技术。作为传感技术的核心成分,传感器在制造业,医疗行业,互联网行业以及航空航天业等都有着广泛应用,其已经深入到人们生活的方方面面,成为社会稳定发展的重要基石。因此,提升现有传感器性能,探索新一代传感元件的设计原理与制备工艺具有非常重要的意义。自然界中的生物也存在着各式各样与人工传感器功能类似的
随着新版高中化学课程标准的发布,发展学生学科核心素养成为化学教学改革的方向。由于核心素养的发展是一个循序渐进的过程,怎样从初中阶段就逐步发展学生的学科核心素养是一个值得研究的问题。实验是化学学科教学的特点,学生可以从化学实验中多角度、多维度地深入探寻证据,得出结论,有利于发展学生化学学科核心素养证据推理能力。本研究采用文献法、测验法和案例分析法等研究方法,以初中生为研究对象,初中化学实验教学模式为