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[材料资讯] 吴宏滨课题组:有机太阳能电池研究成果

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发表于 2019-11-1 08:47:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
RSC出版集团旗下期刊<<能源与环境科学>>(Energy & Environmental Science)刊登了华南理工大学材料科学与工程学院/发光材料与器件国家重点实验室吴宏滨课题组与西安近代化学研究所高潮研究员、南方科技大学梁永晔教授等课题组合作发表的研究论文“Assessing Energy Offset between Electron Donor/acceptor Interface in Organic Solar Cells through Radiative Efficiency Measurement”。该成果基于有机太阳电池中给体/受体之间电子能级差对其辐射效率的调制现象,提出了以辐射(电致发光)效率测量作为方便、可靠的给体/受体异质结能级差评判方法。

评判方法

评判方法
        近年来,有机太阳电池的光电转换效率取得重要进展。支撑这一进展的材料科学基础在于,非富勒烯基小分子电子受体能够大大降低驱动紧束缚电子-空穴对拆分所需的能级差,从而提高了光子能量的利用效率。因此,给受体能级差在实现高效光电流产生、降低能量损耗乃至获得高的能量转化效率中起着决定性的作用。然而,目前仍缺乏有效的技术手段对复杂给受体相界面的电子能级差进行准确的评价。
       研究者首先系统研究了有代表性的高性能给体/受体材料体系,其电压损失尤其是由于存在非辐射跃迁复合造成的电压损失,对器件的辐射效率的依赖关系。研究发现,随着给体/受体能级差的减小,器件的辐射效率显著提高,且上述电压损失与器件的辐射效率的对数呈显著负相关。这一发现,为以辐射效率作为评判给体/受体之间的能级差大小提供了实验依据。进一步地,利用这个测量方法,结合器件性能和内量子效率的测量结果,统计得到相对最优的给受体能级差---并以辐射效率测量值的方式直观呈现。在此能级差附近,有机太阳电池以最小的能量损失代价实现高效的光电转换,从而获得最高的能量转化效率。结合上述实验结果,基于Shockley−Queisser框架的单结有机太阳的理论极限效率被确定在29-31%之间。
       谢源博士是本研究工作的第一作者,吴宏滨教授是华南理工大学课题组的通讯作者。该研究工作得到了中国博士后科学基金会、科技部和国家自然科学基金委等科研项目的资助。
       Energy & Environmental Science是英国皇家化学学会(Royal Society of Chemistry,RSC)的会刊,是国际能源与环境领域的顶级期刊之一。
       论文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee02939g


       吴宏滨, 男, 华南理工大学教授。2006年毕业于华南理工大学, 获博士学位。长期从事有机/聚合物光电材料与器件的研究,在有机电致发光器件、太阳电池以及光探测器件等研究领域方面取得了一系列成果。发表学术论文190余篇, 论文他引6000余次。近年分别入选中央组织部首批“青年拔尖人才支持计划”、教育部“新世纪优秀人才”支持计划。获国家自然科学二等奖1项。2015年入选汤森路透全球“高被引科学家”目录。主持国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金委重点项目等项目,入选中央组织部“青年拔尖人才支持计划”。先后获得广东省科学技术奖一等奖(2008), 教育部优秀成果奖一等奖(2014),及2015年国家自然科学奖二等奖。


    梁永晔南方科技大学教授。 2003年毕业于南京大学化学系,2009年获美国芝加哥大学博士学位,之后赴美国斯坦福大学从事博士后研究工作。2012年9月起,在南方科技大学全职工作,任材料科学与工程系副教授,2018年11月晋升为长聘正教授。2012年入选“科学观察”评选的2011年度全球最热门论文科学家,排名第十。2013年入选深圳市孔雀计划B类。2016年入选“广东省青年拔尖人才”。Thomson Reuters(Clarivate Analytics)2016(化学)、2017(化学)、2018(跨学科)年全球高被引作者,Elsevier 2016、2017年中国高被引学者(材料科学)。梁教授主持科研项目10多项,发表论文90多篇。截止2018年11月,其论文引用率超过27000多次,H因子45,31篇论文入选Web of Science高被引论文。

      


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