全溶液喷涂制备高效率窄带隙聚合物太阳电池的研究

基本信息
批准号:21504065
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:王涛
学科分类:
依托单位:武汉理工大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:宋少坤,刘磊,许夕哲,陈宗义,余兰花
关键词:
光伏转化率聚合物太阳电池有机光电器件本体异质结结构与性能
结项摘要

Solar cells convert the energy of sunlight directly into electricity by the photovoltaic effect without any by-products, and have been regarded as a clean and renewable energy source. Solution processed polymer solar cells benefit from their easy-processing and low cost. This project will develop all-solution, spray coated high performance polymer solar cells. High performing polymer:fullerene photovoltaic blends will be employed as the active layer. Highly conductive polymer anode will be designed from solution processing to replace ITO. ZnO quantum dots requiring a low temperature treatment will be synthesized as the interlayer. Silver nanoparticles will be synthesized and selevtive IR-sintering of the spray-coated Ag cathode will be investigated. Solutions will be tuned to allow the ultrasonic spray coating of each layers of a solar cell device. The devices will be optimized sequentially and then synergetically to improve light absorption, exciton dissociation, charge transport in the active layer, as well as charge extraction at the electrode interface. High power conversion efficiency polymer solar cells on glass and polyimide substrates will be prepared. The receipe to deposit each layer and its impact on the underneath layer will be inverstigated. The influences of microstructures and optoelectronic properties of each layer on the photovoltaic parameters of the device will be studied. This project will deliver the mechanism and method to prepare high performance polymer solar cells prepared from all-solution spray coating.

太阳能电池利用光伏效应把光能转换成电能,在使用过程中不产生副产物,是一种清洁可再生能源。基于溶液制程的聚合物太阳电池制作容易、成本低廉。该项目旨在研究基于全溶液喷涂制程的高效聚合物太阳电池。以高效聚合物/富勒烯光伏材料体系为电池活性层,设计具有高电导率的聚合物阳极层取代ITO, 合成仅需低温热处理的ZnO量子点作为器件界面修饰层,采用红外光子辐照技术对溶液法制备的金属阴极膜层进行选择性烧结。调控溶液性质,以超声喷涂的方法逐层制备器件各层,并进行逐步和协同优化,以促进器件活性层中的光子吸收、激子分离、载流子传输以及电极界面对载流子的抽取,制备以玻璃和聚酰亚胺为衬底的高光伏转化率聚合物太阳电池。掌握全溶液制程中器件各层的制备方法和相互影响,系统研究电池各层微观结构、光电性能与电池光伏参数之间的内在联系,为开发基于全溶液喷涂制程的高光伏转化率的聚合物太阳能电池器件奠定理论基础和实践经验。

项目摘要

该项目旨在发展基于全溶液喷涂制程的有机太阳能电池。在国家基金委的支持下,课题组研究了太阳能电池器件的多功能层材料的合成、喷涂制备并实现了高效率太阳能电池器件制备,研究成果共发表英文SCI论文27篇。项目对阳极材料PEDOT:PSS进行了溶液设计、改性及喷涂制备,研究了喷涂参数对PEDOT:PSS导电薄膜的透光率及方阻的影响,基于喷涂PEDOT:PSS阳极材料制备出的电池器件能与基于旋涂制程的电池器件相媲美。掌握了银纳米线阴极材料的化学合成及喷涂成膜技术,探索并实现了银纳米线做为顶、底电极材料在太阳能电池器件中的应用。实现了TiO2纳米粒子的低温制备及喷涂成膜,深入研究了TiO2电子传输层在有机和钙钛矿太阳能电池中的光浴效应,研发了多种本体或界面修饰方法来消除器件的光浴不稳定性。制备了多个体系的高效率三元体异质结有机太阳能电池,研究了第三组分结构、光电性能对活性层微纳形貌及效率的影响。最后,项目利用传输矩阵模型深入研究并优化了喷涂制程中各层的最优膜厚,实现了正置、倒置有机电池器件的多功能层连续喷涂制备,并获得了与旋涂制备相当或略低的器件效率。此外,课题组还额外发展了钙钛矿太阳能电池和柔性太阳能电池器件的喷涂制备,为这种低成本、可大面积扩展的制备方法在光伏电池中的应用提供了实践经验。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
3

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
4

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
5

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018

王涛的其他基金

批准号:11101125
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81360449
批准年份:2013
资助金额:45.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81773003
批准年份:2017
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:11801553
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51573060
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81101774
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61101157
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61401266
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30370990
批准年份:2003
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:39970526
批准年份:1999
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:81870693
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:61904024
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11144008
批准年份:2011
资助金额:35.00
项目类别:专项基金项目
批准号:20862007
批准年份:2008
资助金额:26.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11601326
批准年份:2016
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81372061
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51708468
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51476167
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81170593
批准年份:2011
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:41471223
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51905372
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51676169
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21774097
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:51506115
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60877040
批准年份:2008
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:31101062
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502035
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41706002
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11204115
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11826035
批准年份:2018
资助金额:8.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:51874014
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:U1810128
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81071021
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:71701206
批准年份:2017
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61804036
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20576058
批准年份:2005
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:41772233
批准年份:2017
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:51678538
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81871188
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81172289
批准年份:2011
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:61671011
批准年份:2016
资助金额:50.00
项目类别:面上项目
批准号:40576047
批准年份:2005
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:21262018
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:11926347
批准年份:2019
资助金额:10.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:81673703
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31800648
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51006101
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40971162
批准年份:2009
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:11026078
批准年份:2010
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:21502110
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11303014
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51306161
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41902142
批准年份:2019
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51604265
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21803029
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51008287
批准年份:2010
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1633104
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:联合基金项目
批准号:90714006
批准年份:2007
资助金额:215.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51863015
批准年份:2018
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41671403
批准年份:2016
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61300071
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71602132
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30971782
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:81201678
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41205051
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870412
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:41375040
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81403154
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11202195
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50975025
批准年份:2009
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:12126502
批准年份:2021
资助金额:48.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:31802260
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400546
批准年份:2004
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61703345
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61805285
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51378478
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51408610
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60771035
批准年份:2007
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:31571587
批准年份:2015
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:51375045
批准年份:2013
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:41901011
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21176236
批准年份:2011
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:61376055
批准年份:2013
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
批准号:81801068
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81671260
批准年份:2016
资助金额:52.00
项目类别:面上项目
批准号:71571109
批准年份:2015
资助金额:48.70
项目类别:面上项目
批准号:11404231
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81874165
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:11574122
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:21763023
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81670891
批准年份:2016
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81502696
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1333121
批准年份:2013
资助金额:40.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81572539
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:38970614
批准年份:1989
资助金额:2.50
项目类别:面上项目
批准号:41103017
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31901602
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61502110
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41272220
批准年份:2012
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:81201030
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30901482
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21076111
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:61502512
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30830077
批准年份:2008
资助金额:160.00
项目类别:重点项目
批准号:81001455
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81700426
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51465015
批准年份:2014
资助金额:48.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51409243
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20676012
批准年份:2006
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:60875019
批准年份:2008
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:U1404205
批准年份:2014
资助金额:30.00
项目类别:联合基金项目
批准号:81701888
批准年份:2017
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31700678
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61673048
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:31902185
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51601144
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601643
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11601398
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71861006
批准年份:2018
资助金额:26.30
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51675040
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41575086
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81571298
批准年份:2015
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:30300302
批准年份:2003
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61201449
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51179209
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61904002
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50902114
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40072064
批准年份:2000
资助金额:22.00
项目类别:面上项目
批准号:71502145
批准年份:2015
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61172033
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:41102165
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30870866
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:51876203
批准年份:2018
资助金额:58.00
项目类别:面上项目
批准号:81472633
批准年份:2014
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:20076022
批准年份:2000
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:39270776
批准年份:1992
资助金额:5.20
项目类别:面上项目
批准号:60477024
批准年份:2004
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:51672216
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:40602026
批准年份:2006
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51905002
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21562026
批准年份:2015
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31100787
批准年份:2011
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31270201
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:60806021
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61802188
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29000027
批准年份:1990
资助金额:3.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11601013
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40472101
批准年份:2004
资助金额:37.00
项目类别:面上项目
批准号:11801216
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81200972
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39600101
批准年份:1996
资助金额:11.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41404037
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81471305
批准年份:2014
资助金额:100.00
项目类别:面上项目
批准号:21776161
批准年份:2017
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
批准号:61404085
批准年份:2014
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61775064
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81173524
批准年份:2011
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:30701006
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51504015
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51203052
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408274
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51605450
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81460105
批准年份:2014
资助金额:47.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:51375354
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:41572313
批准年份:2015
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:41774046
批准年份:2017
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51408145
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81572597
批准年份:2015
资助金额:45.00
项目类别:面上项目
批准号:21176016
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30901558
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81773175
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:31171211
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31800436
批准年份:2018
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602153
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51477146
批准年份:2014
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
批准号:50609031
批准年份:2006
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601022
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21762025
批准年份:2017
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41001262
批准年份:2010
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81302451
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

侧链非共价键作用诱导聚合物链聚集的窄带隙聚合物及其高效率电池器件研究

批准号:51573077
批准年份:2015
负责人:唐卫华
学科分类:E0309
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
2

以硒吩为主链的窄带隙聚合物太阳电池材料的合成及光伏性能研究

批准号:50903078
批准年份:2009
负责人:孙明亮
学科分类:E0309
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于全溶液制程的有机聚合物/纳米晶叠层太阳电池

批准号:61176054
批准年份:2011
负责人:马万里
学科分类:F0403
资助金额:74.00
项目类别:面上项目
4

玻璃态窄带隙碲基热电材料的制备与性能研究

批准号:51271160
批准年份:2012
负责人:王利民
学科分类:E0106
资助金额:80.00
项目类别:面上项目