319 魏兴思：估计过不了几年，我就要跟着他混了（求订阅） (第1/2页)

许秋将手中的几篇文献装订好，大致扫了一眼内容，有机光伏领域近期没有什么值得注意的工作。
　　
　　可能都在憋大招，像徐正宏那边基于IDTBR体系的衍生物，保守估计有两三篇AM级别的文章在路上。
　　
　　放下文献，许秋起身汇报，昨日大会上的收获总结PPT。
　　
　　魏兴思已经从龚远江那边要了大会演讲者们的PPT，不过许秋还没来得及把对应的图片整理放进去，都是文字版的。
　　
　　首先，是Bazan提到的两项测试：
　　
　　激子结合能，即让被束缚的电子/空穴对（激子）拆分成为自由电子/空穴需要付出的能量。激子平均扩散距离，即被束缚的电子/空穴对（激子）在复合发光/发热前平均移动的距离。
　　
　　这两项测试在早年出现的比较多，针对传统富勒烯体系中的给体材料，不过现在比较少见了。
　　
　　主要是因为这些聚合物给体材料本质上都是类似的D-A共轭共聚物的结构，所以对它们测试得到的这两项参数差别不大，况且这两个实验测起来还很麻烦。
　　
　　种种原因，导致后来的研究者们渐渐的就懒得进行这两项表征了，得不出什么新的结论来不说，测起来还贼费事。
　　
　　对于富勒烯体系的通用结论是：
　　
　　一方面，给体材料激子结合能普遍偏高，导致有机太阳能电池器件的开路电压相对较低，同样禁带宽度的材料，可能比无机硅太阳能电池或钙钛矿光伏器件的开路电压低0.3伏特左右。
　　
　　这是什么概念呢，拿干电池举例，无机硅或钙钛矿就像正常的5号、7号电池，电压在1.5伏特左右，而有机光伏的电压就只有1.2伏特。
　　
　　在其他条件相当的情况下，有机光伏器件天生就自带20%左右的光电转换效率减成DEBUFF。
　　
　　另一方面，激子平均扩散距离也很短，大约在10纳米左右。
　　
　　这意味着绝大多数的激子在产生后，只能扩散10纳米的距离，再远的话，好不容易吸收太阳光产生的激子就会复合，重新变为光能或热能损失了。
　　
　　这就是为什么有机太阳能电池，不能硅基、钙钛矿太阳能电池那样有效层采用平面异质结，而必须要用体异质结的原因。
　　
　　因为只有形成了双连续的三相共混结构，保证各个相区中都有一个维度的尺度在10纳米的级别，才能确保产生的激子在被拆分和被电极收集前，不会大量复合。
　　
　　一旦相区的尺度太大，比如超过20纳米，或是像平面异质结的100纳米以上，那么位于中央部分的有效层在吸光后产生的激子，还没来得及扩散到界面，就会因复合而消耗掉，导致有效层的中央区域成为死区，不会对器件效率的提升做出贡献，从而叠加一个？%的效率减成DEBUFF。
　　
　　同样的，激子平均扩散距离短，也让有机太阳能电池器件不能做几百纳米厚的厚膜，只能制备有效层厚度在100纳米左右的薄膜。
　　
　　100纳米的薄膜，可能只能吸收大约80%的太阳光，剩下的20%就直接透射损失掉了，如果能把膜做厚，比如做到300、500、800纳米，光吸收可能会达到99%以上，透射损失就可以基本忽略。
　　
　　100纳米左右的薄膜有效层，再次让有机光伏器件叠加了一个20%左右的效率减成DEBUFF。
　　
　　几个DEBUFF一同叠加下来，如果在传输层、界面、光反射等地方再损失一些，最终的器件效率就所剩无几……
　　
　　这就是为啥根据SQ限制，单结太阳能电池的光电转换效率的理论极限在30%左右，而有机光伏领域实际上却只有12%左右，实在是拖后腿的地方太多……
　　
　　不过，这些理论都是基于传统富勒烯体系的，也即只有给体材料吸收太阳光产生激子的体系。
　　
　　对于现在正慢慢崛起的非富勒烯体系来说，受体材料也是会吸收太阳光的，许秋打算重拾这些太古测试手段，拿他开发出来的ITIC材料试试水，看能不能得到一些新的理论出来。
　　
　　

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