80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  西安交通大學(xué)馬偉教授團(tuán)隊(duì)主要從事有機(jī)光電子材料（有機(jī)太陽(yáng)能電池，有機(jī)電化學(xué)晶體管等）、有機(jī)神經(jīng)形態(tài)材料、柔性智能傳感器及集成器件、柔性非易失性存儲(chǔ)器和大科學(xué)裝置同步輻射X射線(xiàn)散射技術(shù)開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域的相關(guān)研究，近年來(lái)取得了重要科研成果。目前已發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇。

  在剛剛邁入2023年之際，我們持續(xù)關(guān)注并回顧了2022年馬偉教授團(tuán)隊(duì)在有機(jī)太陽(yáng)能電池的材料設(shè)計(jì)、形貌調(diào)控及室內(nèi)光伏應(yīng)用等領(lǐng)域的研究成果，他們?cè)?/span>Joule，Adv. (Energy/Funct.) Mater.，Nano Energy，Carbon Energy等期刊上發(fā)表研究及綜述文章30余篇。我們對(duì)其中的代表性成果進(jìn)行了梳理，供大家學(xué)習(xí)和交流。

Part 1 高性能有機(jī)太陽(yáng)能電池形貌調(diào)控

1.Adv. Mater.：基于非鹵溶劑通過(guò)雙狹縫涂布工藝制備高性能有機(jī)太陽(yáng)能電池

  得益于光伏材料設(shè)計(jì)、器件工程和界面工程等策略，有機(jī)太陽(yáng)能電池效率已突破19%，逐漸接近于商業(yè)化生產(chǎn)閾值。然而，當(dāng)前有機(jī)太陽(yáng)能電池常用的旋涂法、毒性的鹵素溶劑加工方式以及傳統(tǒng)本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)阻礙了有機(jī)太陽(yáng)能電池的高通量生產(chǎn)以及商業(yè)化應(yīng)用。

  參考文獻(xiàn)：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202202659

2.Adv. Mater.：狹縫擠出動(dòng)力學(xué)調(diào)控制備高效三元厚膜有機(jī)太陽(yáng)能電池

  目前，已報(bào)道的大部分高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池是在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)旋涂加工制備，而旋涂工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)大面積連續(xù)加工。此外，高效的光伏器件的活性層最優(yōu)厚度大約為100 nm左右，如此薄的活性層厚度在大面積加工時(shí)易出現(xiàn)斑點(diǎn)、針孔等缺陷，導(dǎo)致器件效率的嚴(yán)重?fù)p失和較差的可重復(fù)性。因此，提高活性層對(duì)膜厚的容忍度是大面積生產(chǎn)的必要條件之一。

  參考文獻(xiàn)：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202105114 

3.Adv. Energy Mater.：受體組分調(diào)控助力有機(jī)太陽(yáng)能電池電壓損失降低

  與鈣鈦礦太陽(yáng)能電池相比，有機(jī)太陽(yáng)能電池的電壓損失相對(duì)較大，成為限制有機(jī)太陽(yáng)能電池光伏性能的主要原因。目前，大多數(shù)高性能有機(jī)太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓基本在0.8-0.9 V左右，電壓損失普遍大于0.5 eV。因此，減小電壓損失是有機(jī)太陽(yáng)能電池發(fā)展過(guò)程中重要的研究課題之一。

  參考文獻(xiàn)：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.202103735

  有機(jī)光伏材料在不同的溶劑中溶解度不同，且具有較大的給受體結(jié)晶性差異，從而引起有機(jī)光伏器件的性能降低。此外，最優(yōu)的光伏效率器件的活性層厚度大約為100n 來(lái)卷對(duì)卷大面積印刷的工業(yè)化生產(chǎn)方式要求活性層在比較大的厚度范圍內(nèi)具有良好的器件性能，而100 nm的薄膜厚度不滿(mǎn)足商業(yè)化生產(chǎn)需求。

  參考文獻(xiàn)：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202210534

5.Nano Energy：基于順序刮涂工藝調(diào)控垂直相分布構(gòu)建高效、高力學(xué)性能的有機(jī)太陽(yáng)能電池

  相比無(wú)機(jī)半導(dǎo)體，有機(jī)半導(dǎo)體的本征柔性在制備下一代可穿戴電子器件中具有明顯優(yōu)勢(shì)。然而，目前先進(jìn)的有機(jī)光伏器件的效率和力學(xué)性能難以滿(mǎn)足可穿戴器件的應(yīng)用要求。因此，實(shí)現(xiàn)高效、高力學(xué)性能的有機(jī)光伏器件是一項(xiàng)重要的研究課題。

  西安交通大學(xué)馬偉教授等人選取高效的PTQ10:Y6共混體系，采用順序刮涂技術(shù)制備偽雙層（LbL）結(jié)構(gòu)的有機(jī)光伏器件，該結(jié)構(gòu)在聚合物-小分子相的受控組成方面與傳統(tǒng)的本體異質(zhì)結(jié)（BHJ）結(jié)構(gòu)明顯不同。研究人員通過(guò)精細(xì)調(diào)控上層PTQ10厚度和后處理（退火和添加劑）來(lái)控制LbL結(jié)構(gòu)的垂直相分布，并進(jìn)一步分析其對(duì)器件效率和機(jī)械性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：富含PTQ10的區(qū)域促進(jìn)了足夠的分子間纏結(jié)，均勻分布的Y6確保了優(yōu)化的LBL結(jié)構(gòu)中更強(qiáng)給受體界面，有助于電荷傳輸和應(yīng)力耗散，實(shí)現(xiàn)了效率和力學(xué)性能的協(xié)同提升。同時(shí)研究人員也證明了垂直相分層調(diào)控策略具有一定的普適性，該策略有助于推動(dòng)有機(jī)光伏器件在可穿戴電子產(chǎn)品中的未來(lái)應(yīng)用。 

  參考文獻(xiàn)：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2211285522002750

6.J. Mater. Chem. A：基于受體 Y6的有機(jī)太陽(yáng)能電池的形貌及機(jī)理研究

  非富勒烯受體Y6及其衍生物的出現(xiàn)極大地促進(jìn)了有機(jī)太陽(yáng)能電池的發(fā)展，目前其效率已突破了19%。有機(jī)太陽(yáng)能電池的活性層形貌是決定器件性能的關(guān)鍵因素之一，然而其又受到動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)雙重因素的影響。揭示Y6背后的機(jī)理，熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)在其中所起到的關(guān)鍵作用，是推動(dòng)Y6及該系列衍生物聚合物太陽(yáng)能電池進(jìn)一步應(yīng)用的關(guān)鍵。

  西安交通大學(xué)馬偉教授和周科副教授等人揭示了一種形貌控制策略，通過(guò)同時(shí)考慮材料本征屬性的相容性和成膜過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)因素來(lái)控制材料的相分離和聚集行為。在低相容性的D18:Y6體系中，微量氯苯的引入會(huì)導(dǎo)致分子的過(guò)度聚集，氯苯中的強(qiáng)相互作用導(dǎo)致聚集增強(qiáng)和過(guò)度相分離。在高相容性的PM6:Y6體系中，微量氯苯的引入并未改變成膜過(guò)程，形貌和相應(yīng)的器件性能幾乎沒(méi)有變化。其中氯仿加工的D18:Y6器件獲得了17.38%的高效率，為當(dāng)時(shí)狹縫擠出成膜加工的最高效率。通過(guò)將給受體之間的相容性和成膜的動(dòng)力學(xué)過(guò)程相連接，為研究Y6及其衍生物背后的機(jī)理提供了新的思路。 

7.J. Mater. Chem. A：稀釋小分子受體含量實(shí)現(xiàn)良好機(jī)械性能的高效有機(jī)光伏器件

  盡管有機(jī)太陽(yáng)能電池的效率已突破19%，然而，由于給體/受體 (D/A) 界面存在較大且尖銳的結(jié)晶相，在應(yīng)變過(guò)程中應(yīng)力相對(duì)集中，結(jié)晶相域無(wú)法消散應(yīng)力從而產(chǎn)生裂紋，加快器件功能失效，因此限制了有機(jī)太陽(yáng)能電池在柔性光伏器件領(lǐng)域的功能化應(yīng)用。

  參考文獻(xiàn)：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ta/d2ta00959e/unauth

8.Small: 非平衡態(tài)形貌演變路徑研究

  有機(jī)太陽(yáng)能電池的活性層形貌決定了器件的光電轉(zhuǎn)化效率，其活性層形貌形成過(guò)程和調(diào)控機(jī)理一直是研究人員關(guān)注的重點(diǎn)研究課題。近年來(lái)，部分研究從共混熱力學(xué)的角度分析，確定了平衡狀態(tài)下形貌的形成機(jī)制。然而，對(duì)于動(dòng)力學(xué)控制下的非平衡態(tài)形貌的形成機(jī)制仍不明確。

  參考文獻(xiàn)：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202200608

9.Solar RRL：基于非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池的溶劑誘導(dǎo)多晶型研究

  近年來(lái)隨著非富勒烯受體材料的快速發(fā)展,有機(jī)太陽(yáng)電池效率已經(jīng)突破19%。研究發(fā)現(xiàn)，非富勒烯小分子受體的有序堆積形式對(duì)于光電轉(zhuǎn)化效率及電荷傳輸有著重要的影響，因此，對(duì)于非富勒烯體系共混形貌的形成與調(diào)控機(jī)制也成為進(jìn)一步突破光伏效率的重點(diǎn)研究的方向之一。其中，目前受溶劑及加工條件影響的非富勒烯小分子受體的分子堆積形態(tài)的機(jī)理研究仍然相對(duì)缺乏。

  參考文獻(xiàn)：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/solr.202200819

Part 2 有機(jī)太陽(yáng)能電池的室內(nèi)光伏應(yīng)用和集成功能化應(yīng)用

1.Joule: 揭秘弱光有機(jī)光伏器件中的光電流高估的原因

  室內(nèi)有機(jī)光伏由于高消光系數(shù)和帶隙可調(diào)性以及良好的室內(nèi)低光強(qiáng)度匹配性，可以作為一種將室內(nèi)光轉(zhuǎn)換為電能的裝置，可成為低功耗電子器件提供有效電源。室內(nèi)有機(jī)光伏的快速發(fā)展隨之帶來(lái)了新的機(jī)遇，同時(shí)也帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。如：有機(jī)光伏器件在標(biāo)準(zhǔn)光照下（AM 1.5 G）可以準(zhǔn)確測(cè)得電流，而在弱光強(qiáng)下測(cè)試的電流卻常常存在高估現(xiàn)象。

  鑒于此，西安交通大學(xué)馬偉教授、趙超助理教授以及華盛頓州立大學(xué)Brian A. Collins教授等人提出基于等效電路模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)證明了在較低光照強(qiáng)度下，電學(xué)邊緣效應(yīng)是導(dǎo)致器件電流被高估的原因。此外，研究發(fā)現(xiàn)隨著器件表面粗糙度的增大，界面電阻減小，電學(xué)邊緣效應(yīng)越強(qiáng)。因此，研究人員提出可通過(guò)增加器件的有效面積、降低表面粗糙度、使用掩膜板和設(shè)計(jì)無(wú)邊緣器件結(jié)構(gòu)等策略可有效避免電學(xué)邊緣效應(yīng)導(dǎo)致的電流高估。該工作對(duì)室內(nèi)有機(jī)光伏器件的性能準(zhǔn)確評(píng)估提供了新見(jiàn)解，有助于促進(jìn)室內(nèi)有機(jī)光伏器件的進(jìn)一步功能化應(yīng)用。 

  參考文獻(xiàn)：https://doi.org/10.1016/j.joule.2022.06.008

  有機(jī)太陽(yáng)能電池由于其特定的光學(xué)、電學(xué)和機(jī)械性能而被認(rèn)為是最有前途的室內(nèi)光伏系統(tǒng)之一。然而，目前室內(nèi)有機(jī)太陽(yáng)能電池光伏效率仍然低于鈣鈦礦型太陽(yáng)能電池。因此，考慮到活性層的理想形貌，以減少缺陷電荷復(fù)合和電壓損失，從而同時(shí)提高填充因子（FF）和開(kāi)路電壓，以實(shí)現(xiàn)高效的室內(nèi)有機(jī)光伏。

  因此，西安交通大學(xué)馬偉教授和周科副教授、東華大學(xué)馬在飛研究員和印度理工學(xué)院Dinesh Kabra教授等人通過(guò)采用順序逐層加工工藝優(yōu)化給受體異質(zhì)結(jié)界面和相分離結(jié)構(gòu)以協(xié)同實(shí)現(xiàn)較低的漏電流和較低非輻射復(fù)合損失。在LED 1000 lux下，順序逐層加工器件實(shí)現(xiàn)了81.5%的FF和31.2%的室內(nèi)光伏效率。此外，并證明順序逐層加工室內(nèi)光伏器件具有一定的普適性，有助于室內(nèi)光伏器件效率的進(jìn)一步提升。該工作為室內(nèi)光伏器件的活性層形貌優(yōu)化提供了新的指導(dǎo)，加快實(shí)現(xiàn)有機(jī)室內(nèi)光伏器件應(yīng)用。 

  參考文獻(xiàn)： https://doi.org/10.1039/D2MH01229D

3.npj Flexible Electron.：用于眼部健康監(jiān)測(cè)的自供電柔性有機(jī)集成電子器件

  近年來(lái)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體健康和生物信息的集成生物電子器件受到了科研界的廣泛關(guān)注。目前用于可穿戴或可植入生物電子集成設(shè)備的供給電源，如納米發(fā)電機(jī)和燃料電池等，能量轉(zhuǎn)換效率較低且供電相對(duì)不穩(wěn)定，難以滿(mǎn)足復(fù)雜傳感系統(tǒng)和信號(hào)傳輸系統(tǒng)的能量需求。此外，可穿戴化生物電子的供給電源相對(duì)較大且需外加導(dǎo)線(xiàn)，限制了可穿戴化生物電子的進(jìn)一步拓展應(yīng)用。

  參考文獻(xiàn)：https://www.nature.com/articles/s41528-022-00211-6

Part 3 高性能有機(jī)太陽(yáng)能電池受體材料設(shè)計(jì)

1.Carbon Energy：氯代聚小分子受體構(gòu)筑高性能全聚合物太陽(yáng)能電池

  目前最先進(jìn)的全聚合物太陽(yáng)能電池的效率已達(dá)到17%以上，主要得益于近年來(lái)高性能聚合物受體"聚合小分子受體（PSMAs）"的快速發(fā)展。然而，高性能PSMAs種類(lèi)相對(duì)缺乏，以及早期PSMAs包含兩種共混吸電子端基（5-溴-IC和6-溴-IC），其中6-溴-IC在一定程度上限制了分子的吸收、能級(jí)及其與高性能聚合物給體如PM6的形貌兼容性。另一方面，盡管基于5-溴-IC的區(qū)域規(guī)整型PSMAs光電性能優(yōu)異，但5-溴-IC反應(yīng)活性相對(duì)較弱導(dǎo)致PSMAs分子量偏低，限制了材料的機(jī)械性能。與此同時(shí)，采用多次重結(jié)晶方法從共混物中分離出5-溴-IC，產(chǎn)率極低，增加了合成成本。

  因此，西安交通大學(xué)馬偉教授和凡群平教授、香港科技大學(xué)顏河教授和馬睿杰博士、香港城市大學(xué)Alex K.-Y. Jen教授、西安科技大學(xué)宿文燕副教授和深圳大學(xué)羅正輝副教授等人設(shè)計(jì)合成了三個(gè)基于氯代端基（分別為5-溴-4-氯-IC、6-溴-4-氯-IC和5(6)-溴-6(5)-氯-IC）的PSMAs，即PY2Se-Cl-o、PY2Se-Cl-m和PY2Se-Cl-ran。相比區(qū)域規(guī)整型PY2Se-Cl-o和PY2Se-Cl-m，區(qū)域無(wú)規(guī)型PY2Se-Cl-ran顯示出適中LUMO能級(jí)和更好的分子堆積與結(jié)晶度，從而形成良好的納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，獲得了16.2%的器件效率和17.5%的斷裂伸長(zhǎng)率。同時(shí)，基于PM6:J71:PY2Se-Cl-ran的三元全聚合物器件（all-PSCs）獲得了接近17%的效率和優(yōu)異的光照/熱穩(wěn)定性。本工作提供了一個(gè)全新視角去開(kāi)發(fā)同時(shí)具有高力學(xué)性能、高效率和高穩(wěn)定性的all-PSCs，有望推動(dòng)all-PSCs的實(shí)際應(yīng)用。 

  參考文獻(xiàn)：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cey2.267

2.Chem. Eng. J.：引入S???O非共價(jià)增強(qiáng)以氯苯為核的非稠環(huán)電子受體的光伏性能

  基于Y6系列的稠環(huán)電子受體衍生物的單節(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池的效已突破19%。然而稠環(huán)電子受體結(jié)構(gòu)復(fù)雜且需要多步的合成路線(xiàn)，極大地限制了有機(jī)太陽(yáng)能電池的商業(yè)化發(fā)展。因此，開(kāi)發(fā)化學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合成路線(xiàn)短、成本低的非稠環(huán)型非富勒烯小分子受體材料是十分必要的。

  參考文獻(xiàn)：https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137375