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256 找不到的“目標”(求訂閱)(1 / 2)

接下來,輪到陳婉清彙報。

上周組會的時候,她和孫沃還是“難兄難弟”,現在就完全不一樣了。

因為她在周五的時候,拿到了許秋幫她做的器件數據,PCE10:IDTICIN體係的最高效率,已經達到了3.81%,直逼4%。

數據在手,整個人瞬間硬氣了不少。

再加上她還補充了基礎的光吸收光譜、熒光光譜等測試,組會PPT的頁數直接達到了八頁之多,工作量上也沒的說。

魏興思也是有些意外,之前陳婉清連續一個多月在組會上都是在展望未來,在列著實驗規劃,幾乎沒有進展,他對陳婉清ADA體係的器件性能,還停留在1%的光電轉換效率,沒想到現在突然就接近4%了。

見到她這次沒有放展望部分,魏興思好奇問了一句:“之後有什麼打算?”

陳婉清自信的侃侃而談:“我準備先把這個材料的基礎表征完成,畢竟是一種新的結構,而且現在效率也不低,或許還能有優化的空間。而且,我注意到IDTICIN這種材料的主要光吸收範圍,是在500800納米之間,它和PCE10給體材料是有很大重合的,我考慮要不要換個給體試試……”

“更換給體材料,”魏興思突然出聲打斷,“許秋,你有什麼看法?”

“我覺得陳婉清學姐的想法可行,可以換其他寬帶隙的聚合物給體材料試試。”許秋回複道。

周五就是他引導學姐先測了個光吸收光譜的,目的就是讓她注意到給、受體光吸收範圍重疊的問題,沒想到她開竅的還是挺快的。

魏興思考慮了一會兒,點點頭說道:“好啊,不過寬帶隙的聚合物給體材料,畢竟不契合傳統的富勒烯體係,本身種類就不多,你們查查幾家光電公司,看看有沒有商業化的渠道,不行的話就買單體自己合成。”

許秋沒有接話,他也覺得從長遠的角度考慮,自行合成肯定是最佳的選擇,但現在有機三人組各有分工,騰不出手來,總不能再去和吳菲菲搶人吧。

陳婉清突然說道:“我記得之前深城那家光電公司送過來的聚合物給體小樣裡,好像有一種寬帶隙的FTAZ材料。”

說完,她詢問似的看向許秋,許秋裝模作樣的考慮了幾秒鐘,附和道:“應該是有的,等下回去找找看。”

“如果有現成的材料那最好了,”魏興思笑了笑說道:“當然,主要精力還是要放在PCE10體係,看能不能把光電性能再往上提一提,效率最好能做到5%以上,這樣可以試著衝擊一下AM或者JACS。”

許秋“嗯”了一聲,表麵點頭回應,內心則默默吐槽著,‘PCE10體係破5%的難度可不小,但PTAZ體係現在都已經突破5%,達到5.48%了,甚至有機會破6%,打破現階段ADA體係的世界紀錄。’

不過,他也能理解魏老師的想法。

對魏老師來說,PTAZ是一個陌生的體係,雖說它和IDTICIN光吸收互補,理論上光電性能上限更高一些,但實際上是怎麼樣的,隻有等到光伏器件製備出來、測試完畢才知道,而PCE10體係則是已經被驗證過性能的體係。

畢竟,有效層的光吸收性能,並不是影響器件光電性能的唯一因素,隻是相較於能級結構、共混形貌、電荷輸運這些比較“虛”,比較微觀的概念,光吸收性能比較“實”,比較直觀,直接測試材料的光吸收光譜就能夠得到。

實際上,光吸收性能主要決定了器件光電轉換效率的上限,根據肖克利·奎伊瑟效率極限理論,無機體係的單結太陽能電池,當光電材料的禁帶寬度大約為1.21.4電子伏特時,光電轉換效率最高,上限大約為33%,此時,電池器件可以吸收波長小於1000納米的光,覆蓋了大半的太陽光譜。

而有機光電材料由於激子吸收的特性,材料的光吸收性能隨光波長的變化曲線為峰狀曲線,存在主要光吸收範圍。

比如,禁帶寬度約1.6電子伏特的有機聚合物給體PCE10材料,主要光吸收範圍大約是550750納米,對小於550納米的光,吸收能力就比較弱,也因此它是偏藍紫色的。

再比如,非富勒烯受體PDI材料,禁帶寬度約2.1電子伏特,主要光吸收範圍大約是400600納米,幾乎不吸收紅橙光,所以就是紅橙色的。

在不考慮其他因素時,對於1.6電子伏特的光電材料,假如是無機材料,主要光吸收範圍為小於750納米,效率理論極限為30%左右;

假如是有機材料,如果是光吸收互補的體係,比如主要光吸收範圍在300750納米,效率上限可能輕微下降,保持在28%左右;

但如果光吸收不互補,主要光吸收範圍在500750納米的話,效率的上限還會進一步下降到25%。

當然,這裡的28%、25%隻是舉例,套用不同的理論模型,計算出來的結果也不同。

不管怎麼說,對於目前效率還隻有4%、5%這種級彆的非富勒烯體係器件來說,20+%的理論效率,還是非常遙遠的。

拖效率後腿的主要還是能級結構、共混形貌、電荷輸運等比較“虛”,比較微觀的因素。

而這些因素又是無法難以量化的。

這也是為什麼許秋他們每合成出來一個材料,都會先做一波器件試水的原因,也是魏老師傾向於先研究PCE10體係的原因。



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