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【学术交流】【机械讲坛】迈向柔性有机-无机杂化太阳能电池的新兴有机半导体

(发布日期:2022-10-31 点击数:7)

主讲人简介:

Md. Akhtaruzzaman博士现任马来西亚国立大学太阳能研究所(SERI)教授,负责领导太阳能光伏课题组的有机-无机混合太阳能电池团队,同时为日本筑波大学应用物理系客座教授,日本秋田大学先进材料突破技术研究中心访问教授。他在1996年获得孟加拉达卡大学的应用化学和化学工程学士学位,1998年获得理学硕士学位,然后获得日本政府文部省国费奖学金并加入日本冈崎市的分子科学研究所(IMS),并于20033月获博士学位,研究用于EL器件应用的新型有机杂环化合物的设计和合成。先后在日本东京工业大学、富士胶片精细化工有限公司、东北大学、沙特阿拉伯国王大学和马来亚大学工作了12年。在日本东京工业大学电子与应用物理系工作期间(2007-2009)荣获最负盛名的日本学术振兴会(JSPS)奖学金。他主要研究有机/无机半导体的设计以及纳米材料的应用,研究领域包括染料敏化太阳能电池(DSSC)、钙钛矿薄膜太阳能电池、基于量子点的混合太阳能电池、体异质结太阳能电池(BHJ)、发光有机场效应晶体管(LE-OFET)、有机薄膜晶体管(OTFT)、柔性存储器件、纳米电子学和电致发光器件等。已发表学术研究论文170余篇,以及多个专利、书籍/章节等,主持多个政府基金和国际基金(沙特国家拨款、卡塔尔基金会等)资助项目。

内容简介:

有机-无机杂化太阳能电池具有重量轻、柔韧性好、色彩鲜艳等特性,可通过低成本制造工艺(如喷墨印刷或卷对卷工艺)集成在窗户玻璃或塑料基板上,因此备受关注,如钙钛矿太阳能电池(PSCs)、染料敏化太阳能电池(DSCs)和体异质结太阳能电池(BHJSCs)等。他们的应用也使设计师获得更广泛的操作空间,汽车制造商能够在玻璃车顶上安装有机太阳能电池。有机化合物的主要优点是宽光谱吸收、较高吸收系数和低廉的生产成本,以及可通过操纵官能团实现可调节直接带隙。然而其商业化生产受到可重复性、水和环境湿度不稳定性、载流子复合、昂贵的反电极(例如Au)、电子传输层的氧/湿气敏感性、低空穴载流子迁移率、结晶度差和溶解度等问题的限制。由于有机-无机界面中空穴和电子的注入时间延长,大量转换的光子能量因热化或载流子俘获而损失。PSCDSC中常用的掺杂剂和添加剂具有吸湿性,这会降低电池的稳定性和效率。因此,优异的电子/空穴迁移率和热稳定性是必需的。此外,有机小分子因其独特的分子量和溶解度、廉价的合成工艺、可调节的光学和电化学性能、明确的薄膜结构等特点,在寻找新的策略/材料以提高器件稳定性和效率时始终是处于优先选择地位。