鈣鈦礦有機太陽能電池取得NREL世界權威認證,原來只差一個精准測量的距離……

鈣鈦礦/有機太陽能電池取得NREL世界權威認證,原來只差一個精准測量的距離……

Cell Symposia 是 Cell Press 細胞出版社主辦的全球學術專題研討會,每年會在世界各地舉辦。2019 年 11 月 17-19 日,新一屆的 Cell Symposia 來到了美麗的廈門大學,以“新一代能源應用材料”為主題,探討能源的未來發展及前景。近 20+ 位來自世界各地能源領域的“大牛”學者出席 Cell Symposia 大會,共同陳述和探討最新的基礎和應用研究突破、拓寬理念進展,並分享傑出的研究成果,包括鈣鈦礦太陽能電池、有機光伏發電、能源存儲、納米催化、儲氣和活化(二氧化碳,氫氣,天然氣)等其他主題,每一個主題環節都從實驗和理論兩方面介紹這些領域的最新進展。


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應 Cell Press 和廈門大學能源材料化學協同創新中心(iChEM)組委會熱情邀請,EnliTech 首席技術官廖華賢博士出席本屆 Cell Symposia 研討會,並在會議上作《鈣鈦礦有機太陽能電池的精准測量解決方案》精彩演講報告,與美國、瑞士、沙烏地阿拉伯、韓國、加拿大、日本等多國專家學者分享精准測量在鈣鈦礦電池產業化過程中的重要性,同時介紹了 NREL 鈣鈦礦太陽能電池最大功率測試方法-漸進法 (Asymptotic)。


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如何做到鈣鈦礦太陽能電池精准測量?廖華賢博士認為,很重要的一點就是:溯源。目前來說,所有的測試資料都要能有效的追溯到SI基礎單位(可參考 IEC 60904-4 標準)。用來測量電池或元件效率的設備或工具,必須能借由穩定的標準物質如標準電池來溯源或傳遞,在光伏體系裡,一般就是用標準電池,而校準這個標準電池的方法,可以用直接日照的方式或太陽光模擬器或光譜回應法來校準。


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為確保溯源品質,自 2011 年起,EnliTech 獲得 ISO/IEC 17025 太陽能電池光譜回應/量子效率校正實驗室認證資格,正式加入協力廠商國際認證實驗室行列,可説明科研客戶滿足各式新型光伏器件在效能、可靠度和準確度等項目進行最快速的測量,以獲取待測器件最高效率的潛力。今年,EnliTech 導入 NREL 最新「最大功率逼近法」,認證鈣鈦礦/有機太陽能電池最高效率更上一層。


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“鈣鈦礦的精准測量方法,一直受到業內廣泛關注和激烈討論。我們知道,標準大部分晚於技術的發展,當新技術逐漸成熟時,無論是科學家或者研發團隊,關注的就不再只是過去某個關鍵技術能夠有效率突破,而是這個配方、技術能夠大規模地複製,測試的結果也能不斷地重現,才能順利地從技術成熟穩定到產業化。”廖華賢博士說道。


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“時間追溯到 2006 年,當時關於如何精准測量有機太陽能電池的文獻知識非常少。UCLA 楊陽教授發表了第一篇如何系統進行 OPV 精確測量的論文,當時引發業內不少轟動與討論,之後我們在知名學術論文期刊《Joule》上也提供一些關於 OPV 測量的指導方案或建議步驟,至今仍被海內外眾多科研用戶下載、引用。”廖華賢博士補充道。


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2016 年,EnliTech 與中科院化學所侯劍輝研究員課題組合作,將 PBDB-T 與市售非富勒烯型受體材料 ITIC 共混構建非富勒烯型聚合物太陽能電池,在小面積器件 (13 mm^²) 中取得了創紀錄的 11.2% 的能量轉換效率。


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值得一提的是,在 Y6 高效率受體時代來臨之前,YY 是第一篇系統性介紹精准測量的文章,它開啟了低帶隙高分子給體 doner 時代,這不僅是當年非富勒烯受體太陽能電池效率最突出的結果之一,並一舉使非富勒烯型聚合物太陽能電池效率達到了富勒烯受體的當時最好水準。


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今年,中南大學鄒應萍教授團隊與中國科學院化學研究所李永舫教授團隊(負責正向器件製備和表徵)、華南理工大學曹鏞院士與葉軒立教授團隊(負責反向器件製備和表徵)合作,以 Y6 光伏材料製備出正向結構和反向結構的 OPV 器件,均測得 15.7% 的高轉換效率。該團隊將 PM6:Y6 反向結構器件交由 EnliTech 光電校正實驗室進行驗證,測得 14.9% 的驗證效率。該研究成果"Single-Junction Organic Solar Cell with over 15% Efficiency Using Fused-Ring Acceptor with Electron-Deficient Core."刊登於 Joule 國際期刊。


目前,全世界所面臨的最嚴峻的挑戰之一便是清潔、可持續能源需求的不斷增長,EnliTech 願與世界各地的研究人員一同應對能源挑戰,並致力於研究能源可持續解決方案,朝著聯合國 2030 年“人人享有可負擔的清潔能源”的可持續發展目標奮鬥。

2019-11-20