Considering that organic thin-film solar cells, or organic photovoltaics (OPVs), have a promising use in building integrated photovoltaics(BIPV) in future, it’s significant to develop OPVs with both functions of photovoltaics and photochromics. Applications with such functions are till now to combining solar cells modules and electrochromics/photochromics modules without further designing. We design the smart photovoltaics (SPVs) by introduce electrochromics/photochromics thin tilms into OPV devices as a function layer, which enable the power conversion efficiency and transmission spectra of SPVs have self-regulation depending on the change of sun spectra. To achieve SPVs, there are several fatal problems: 1.Design and synthesis of new materials with both functions of photovoltaics and electrochromics/photochromics by modifying organic conductive organics with electrochromics/photochromics groups. Investigating electrochromics/photochromics materials with outstanding conductivity which are good enough as photovoltaic materials in solar cells. 2. Design the device structure for SPVs according to new materials. 3. Investigating physical problems in SPVs such as exiton behaviors, electrical field distribution in devices, photo-isomers behaviors and so on. SPVs are potential BIPV applications as smart windows.
为了开拓有机薄膜电池的应用范围,此项目将开展兼具光伏和调节透光的智能太阳能电池的研究。目前实现此功能的方法是将光伏器件和变色薄膜机械地叠放在一起,而我们提出的智能薄膜太阳能电池是通过光致异构基团修饰光电功能分子将两种功能结合在一个器件中,结构简单。电池的效率和透光度随着每日阳光变化智能地调节。为了实现这个目标,主要研究问题有:1. 设计和合成兼具变色基团和光伏基团的新材料,用作为工作层材料,或通过掺杂在同一有机薄膜中实现光伏和光谱调节功能;2. 设计智能电池的器件结构,以匹配新的智能光伏材料;通过器件和材料优化,提高器件性能。3. 研究智能电池中光致异构对激子行为以及光场分布的影响,指导器件和材料的进一步优化。智能薄膜太阳能电池有希望用于建筑物的玻璃贴膜,既保证了光伏性能,又能兼具智能玻璃的功能。
为了开拓有机薄膜电池的应用范围,此项目将开展兼具光伏和调节透光的智能太阳能电池的研究。提出的智能薄膜太阳能电池是通过光致异构基团修饰光电功能分子将两种功能结合在一个器件中,结构简单。电池的效率和透光度随着每日阳光变化智能地调节。完成了以下工作:.1. 设计和合成了兼具变色基团和光伏基团的新材料,可用作为工作层材料。制备了无机变色薄膜。通过环境对钙钛矿光伏材料相变的影响,实现了基于钙钛矿的智能变色工作层。2. 设计智能电池的器件结构,基于光致变色和相变实现了智能太阳能电池。研究了材料光致异构、相变等效应对激子行为以及光场分布的影响,指导我们进一步优化器件。3.器件性能的优化,选择匹配新的智能光伏材料的电子传输和空穴传输材料;通过掺杂和界面修饰等方法,提高器件性能。智能薄膜太阳能电池有希望用于建筑物的玻璃贴膜,既保证了光伏性能,又能兼具智能玻璃的功能。.发表学术论文36篇,授权专利2项;指导博士生5名,其中3名已经获得博士学位。完成了项目的目标。
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数据更新时间:2023-05-31
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