技術

Publications of 2019

Publications of 2019. Reference to: AAA Solar Simulator, QE-R Quantum Efficiency Measurement, and Luminescence Measurement System. The publications referencing AAA Solar Simulator Boosting the ultra-stable unencapsulated perovskite solar cells by using montmorillonite/CH3NH3PbI3 nanocomposite as photoactive layer. Hsin-Hsiang Huang, Yen-Chen Shih, Leeyih Wang and King-Fu Lin Energy & Environmental Science, Issue 4, 2019. Boosting efficiency of planar heterojunction perovskite solar cells...

晶粒優化見效,2D鈣鈦礦將會是下一波太陽能電池發展關鍵!

鈣鈦礦是新型太陽能電池中最具競爭力者,其中二維鈣鈦礦已成為太陽能電池中穩定性高的活性層材料。浙江大學高分子複合材料研究所 陳紅征教授團隊,透過引入第二間隔陽離子(the second spacer cation, SSC+)到前驅溶液中,實現製備出高品質的二維鈣鈦礦薄膜(BA2MAn‐1PbnI3n+1),該器件具有超過1 µm 的大晶粒和擇優取向生長的特性。經由動態光散射測量(dynamic light scattering, DLS)證明,添加SSC+有助於在前驅溶液中誘導聚集作用;前驅體聚集可透過誘導成核和減少成核位點也利於大晶粒的形成。 Ruddlesden-Popper 二維鈣鈦礦結構:...

如何分析鈣鈦礦器件缺陷與二極體理想因數?

為了製備出高效率、高穩定的太陽能電池,瞭解器件內部結構的伏安特性是最根本的分析基楚。在p-n結二極體的伏安特性中,必須考慮擴散電流、複合電流、串聯電阻效應等因素,進而影響器件性能的優劣。因此,研究人員可藉由探討理想因數η (ideality factor)數值,來判斷該器件是否接近理想的二極體元件。理想因數η介於數值1~2之間;在完美理想狀態下η=1,表示該元件是沒有缺陷的p-n結構。當然,科研專家最終目的,就是要找出最趨近理想二極體曲線的可能性,透過分析二極體的理想因數,找出器件缺陷的可能性並進而提升器件製備工藝。 那...

供體/受體比例調控與添加劑助力,單結全聚合物太陽能電池效率突破11.2%

近年來全聚合物太陽能電池,不管是在供體、受體材料組合研發還是製備技術都大幅成長,2019年3月,蘇州大學李永舫院士引領的團隊,張茂杰教授製備出單結全聚合物太陽能電池 (all-polymer solar cells, all-PSCs),效率已突破11.2%,PM6:PZ1共軛聚合物優異的研究成果,盼可讓大面積高性能的all-PSCs邁入生產化。 該研究成果”11.2% Efficiency all-polymer solar cells with high open-circuit voltage.”發表於Science. China Chemistry. 在各種製備高效共軛共體聚合物策略中,利用氟原子取代共軛聚合物主鏈,在不犧牲帶隙的狀況下,可同...

擁抱鈣鈦礦缺陷,太陽能電池領域創新轉型的無限可能

控制半導體中電子和電洞濃度,是應對鈣鈦礦太陽能電池製備的長期挑戰!透過缺陷群體管理 (defect populations)製備出p-n同質結太陽能電池,為金屬鹵化物鈣鈦礦器件開創研發新境界。 Ji-Sang Park (Royal Society; Imperial College London)和Aron Walsh (Imperial College London)在Nature Energy 二月評論文章"Embrace your defects",特別指出華北電力大學 李美成教授團隊在平面型p-n同質結結構鈣鈦礦太陽能電池所使用的技術細節,成功為新一代鈣鈦礦太陽能電池製備結構帶來創新轉型! 半導體的核心是p(富含電洞)-n(富含電子)結介...

高效非富勒烯OPVs的關鍵策略,同時實現低電壓耗損和高光電流

有機光伏(organic photovoltaics, OPVs)研究進展火熱,日前最具代表的研究成果,就屬中南大學鄒應萍教授在Joule國際期刊發表,以Y6光伏材料製備出正向、反向結構的OPV器件,測得15.7%高轉換效率。 在此研究成果發表之前,鄒應萍教授團隊與美國UCLA楊陽教授、瑞典林雪平大學高峰教授團隊合作,提出將缺電子核結構引入非富勒烯受體(non-fullerene acceptors, NFAs ),來精密調控器件的光電性質。研究團隊設計合成Y1和Y2的NFAs,皆展現出0.57 V的低電壓損失和22.0 mAcm-2的高短路電流密度,並達到13.4%的高轉換效率。這些具有吸收近紅外光譜...

應變工程技術,翻轉鈣鈦礦材料效率突破的新思路

混和鹵素鈣鈦礦是新型太陽能電池中,擁有極佳的高效光吸收性能,但由於鈣鈦礦多晶薄膜的組分分離、不均勻性,導致局部晶格失配和突現的殘餘應變(residual strains)。雖說已觀察到這些現象的產生,但到目前為止,鮮少有關於殘餘應變對光伏器件性能影響的深入研究。 北京理工大學 陳棋教授與北京大學周歡萍教授、吉林大學張立軍教授等單位合作,透過深度掠入射X光射線(grazing incident X-ray diffraction, GIXRD)測量,進行殘餘應變在鈣鈦礦薄膜的演變。研究出垂直於襯底的面內應變分量(in-plane strain component)的梯形分佈型態,藉由...

無鉛鈣鈦礦梯度結構技術公開!增強抗氧化、提高穩定、突破效率9.41 %

有機-無機鹵素鈣鈦礦太陽能電池(Perovskite solar cells, PSCs)高轉換效率,在短短幾年內突破23.3%的能量轉換效率(power conversion efficiency, PCE),引起科學家研究鈣鈦礦材料的火熱重點。但一探鹵素鈣鈦礦的兩個核心問題:大多使用含鉛材料(毒性問題)以及性能不穩定性,是含鉛鹵素鈣鈦礦無法大規模產業化的最大阻礙。 幸好,目前已有許多非鉛替代物,如錫(Sn)、鍺(Ge)、鉍(Bi)、銻(Sb)、銅(Cu)所研發的鈣鈦礦材料。而其中以同族具有相似殼層電子結構的錫是理想的替代元素;錫基鈣鈦礦(Sn-based PSCs)低毒性、擁有合適的帶隙1.2-1...

鈣鈦礦基LED超快進展!EQE達20.1% 媲美OLEDs

科學家在LED器件研發目標,以提高顯示器的亮度、對比度和解析度,並同時降低生產成本和有限能源的利用為主軸,開發了有機發光二極體 (Organic Light-Emitting Diode, OLED)、量子點LED(Quantum Dots LED, QLED)、鈣鈦礦基LED(Perovskite LED, PVSK LED)和Micro LED。相較於被廣泛用在高端消費電子產品的OLEDs,鈣鈦礦基LEDs在短短四年期間,其外部量子效率(external quantum efficiency, EQE )從0.76%躍升到20.7%(詳看下圖)。 日前由劍橋大學卡文迪什實驗室( Cavendish Laboratory, the University of Cambridge),Richard ...

疊層聚合物太陽能電池新進展,優化NIR波段、突破效率14.64%!

浙江大學高分子系有機半導體研究室李昌治教授(通訊作者)、陳紅征教授、Fang‐Xiao Chen(第一作者)團隊與華南理工大學發光材料與器件國家重點實驗室 葉軒立教授,提出近紅外非富勒烯受體 (near-infrared nonfullerene acceptors (NIR NFAs, T1–T4)),其具有氟化區域異構體A–Aπ–D–Aπ–A主鏈結構,用於建構可達1000 nm光譜回應的高效率單節和疊層聚合物太陽能電池 (polymer solar cells, PSCs)。該團隊透過調整分子構型的區域異構橋(Aπ)和氟-取代基((F)‐substituents),大幅影響主鏈結構和共軛作用,有助於獲得光電性能優化的非...

不確定度說明文件

Traceability Chain NIST detector calibration uncertainty curve Uncertainty in wavelength range is much higher than VIS range due to the UV light intensity is much smaller than VIS range. NIST Special Publication 250-41 (2008) USER Uncertainty curve *ISO GUM Uncertainty evaluation method User Uncertainty Budget Index Type Component of Uncertainty 1 ...

測得高效率鈣鈦礦LED器件之三大技術關鍵

LED器件發光效率之戰,誰是贏家? 發光二極體 (LED)是取代傳統光源的主要替代方案,其中鈣鈦礦發光器件是引發新一代發光器件效率大戰的主要角色! 想要擠身進入發光器件領域核心,也不是那麼容易;然而,金屬鹵化物鈣鈦礦擁有以下超凡特點:螢光亮子效率(Photo-Luminescence Quantum Yield, PLQY)高、色純度高、顏色可調諧、以及可運用簡單的容易處理,製備成本低等特性,能在顯示幕幕和固態照明領域,呈現色彩更加鮮豔的效果,使得鈣鈦礦LED能正式挑戰有機發光二極體 (organic LEDs, OLEDs)、無機量子點發光二極體 (inorganic quantum...