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题名大面积有机太阳能电池在空间领域的应用探索
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作者
张建齐
田晨阳
魏志祥
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机构
国家纳米科学中心中国科学院纳米系统与多级次制造重点实验室
中国科学院大学纳米科学与工程学院
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出处
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第8期2605-2614,共10页
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基金
国家自然科学基金(22135001,52073068)。
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文摘
有机太阳能电池(OSC)因低成本、轻质柔性及可印刷制备特性,被视为空间领域新型光伏器件的潜在选择,其小面积单结器件能量转换效率(PCE)已突破19%,比功率显著高于传统硅基及Ⅲ-Ⅴ族电池,且可折叠特性可节省运输空间,但大面积组件化面临能量转换效率损失、结构设计与长期工作稳定性等瓶颈。基于此,聚焦柔性有机太阳能电池在空间应用中的核心问题,系统分析溶液印刷技术在大面积制备中的工艺优化路径,总结面积放大导致的能量转换效率损失因素。同时,回顾有机太阳能电池在模拟超高真空、极端温差及辐射环境中的稳定性验证。结合当前研究进展,提出未来需通过分子结构优化、叠层设计及器件工艺改进,实现器件能量转换效率突破20%,并提高器件长期工作稳定性,为柔性有机太阳能电池在空间飞行器电力系统中的应用提供理论与技术参考。
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关键词
有机太阳能电池
柔性电子
空间应用
大面积器件
涂布工艺
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Keywords
organic solar cell
flexible electronics
space application
large-area device
coating technique
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分类号
TM914.4
[电气工程—电力电子与电力传动]
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题名顺序加工有机光伏器件的相分离及结晶性调控
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作者
王艺林
周科
马伟
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机构
西安交通大学材料科学与工程学院金属强度国家重点实验室
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出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期161-168,196,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52173023,21875182)
陕西省科技创新重点团队项目(2020TD-002)
111项目2.0(BP2018008)。
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文摘
活性层形貌对有机光伏器件性能有重要影响,在本体异质结(BHJ)结构中,活性层微观形貌复杂,难以精确调控。相比之下,顺序加工P-i-N结构可以单独加工给/受体,使得形貌调控更简单易行。然而,目前顺序加工形貌优化的相关机理研究相对缺乏,不利于其在大面积器件中的应用。基于此,采用顺序刮涂制备了基于PM6/Y6体系的P-i-N结构器件,并对其基于形貌优化提高器件性能的机理进行了研究。与BHJ结构相比,顺序刮涂薄膜从阳极到阴极形成了给体富集相/共混相/受体富集相的梯度分布结构;同时,顺序刮涂有效提升了给/受体的结晶性。梯度分布结构和结晶性的协同优化使得器件中的电荷迁移率更加平衡,载流子复合减少,电荷收集效率提高,因此获得了最高15.84%的光电转化效率(BHJ结构15.16%)。更为重要的是,通过进一步优化大面积顺序刮涂工艺,活性层形貌缺陷减少,从而有效降低了大面积器件效率损失。以上结果表明了顺序刮涂策略在实现活性层形貌优化和制备高效大面积器件方面的巨大潜力。
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关键词
有机太阳能电池
顺序刮涂
形貌
结晶
垂直相分离
大面积器件
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Keywords
organic solar cells
sequential blade coating
morphology
crystallization
vertical phase separation
large-area devices
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分类号
TM914.4
[电气工程—电力电子与电力传动]
TN15
[电子电信—物理电子学]
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