太阳能电池

电镜是科学研究中进行原子和分子尺度表征的重要工具，冷冻电镜（cryoEM）的出现使得研究者可以用它来观察传统电镜无能为力的体系，如生物分子。2017年诺贝尔奖颁给了雅克·杜波谢（Jacques Dubochet）、约阿希姆·弗兰克（Joachim Frank） 和 理查德·亨德森（Richard Henderson），就是因为他们用冷冻电镜观察到了生物分子的“原始状态”，为结构生物学的发展开启了一扇大门。 冷冻电镜之所以适用于那些脆弱的体系，是因为它可以在低电子能量下进行检测与成像。与传统电镜采…

不断刷新效率的钙钛矿电池与太阳能电池（HOPVs）以其自身的魅力使得人们在寻找它们的技术应用上乐此不疲。在探索的道路上，人们将目光定睛在太空飞行器上。尽管目前的无机硅太阳能电池板具有很高的效率，但是它们不仅功率小而且还略显笨重，因此轻巧的钙钛矿/有机太阳能电池便显得格外诱人。最近，德国慕尼黑工业大学的研究者们第一次将钙钛矿/有机太阳能电池借助火箭送往太空，在极端环境下，电池仍能高效率工作，并可以直接利用阳光或者来自地球表面的反射光，功率密度在7-14mW/cm2之间，该种子选手令人眼前一亮，展示…

溶液印刷是实现有机光电器件高通量、低成本、大规模制备的理想方式之一。然而目前的印刷手段对器件的半导体层的结构控制仍不完善。在打印时，溶液中存在因扩散和对流引起的质量传递；在溶剂挥发时，也会引起质量传递。此外，在不同相之间还存在热量的传递。上述传递现象的时间尺度并不匹配，往往会引起薄膜形貌劣化，使器件性能大打折扣。在打印体异质结或双层结构的太阳能电池时，都会使用双组分溶液，如何控制打印条件，进而得到更小、更均匀、单相纯净度更高的两相体系对于提高太阳能电池的能量转化效率、电荷传输能力和克服双分子复合…

电荷传输层材料优化是提高聚合物太阳能电池性能关键一环，它可以用于保护活性层，防止空气中水和氧对活性层的破坏。由于具有相匹配的功函数、高电子迁移率、溶液加工特性和高透明度，ZnO广泛用于制备电子传输层（ETL）。目前，ZnO制备的方法主要有溶胶凝胶法、ZnO纳米粒子法。ZnO纳米粒子法制备的电子传输层厚度较大，会降低电子迁移率，此外，ZnO纳米粒子的分散液会发生团聚现象、疏水表面上堆积的亲水纳米粒子会造成电子传输层薄膜厚度不均匀，导致载流子萃取效率的降低。 为了解决上述问题，电子科技大学于军胜团队…

近几年，由于受全球气候异常变化、人类活动频繁等因素的影响，森林大火出现的频率有迅速增加的趋势，这对地球生态环境和人类生命财产安全构成巨大威胁。如果能在火情出现的早期阶段及时准确的报告森林火灾出现的具体位置和状况，将有助于消防人员及时采取措施，最大限度降低森林火灾的蔓延，从而避免造成巨大生态破坏和生命财产损失。 目前，主要的森林防火措施仍旧以地面巡逻、监视塔、卫星监控等为主。这些方法，需要巨大投入（财力、物力、人力）但却收效有限，在实践中取得效果并不理想。最近发生在澳洲、北美和南美的延绵数月的森林…

无机纳米粒子在聚合物基体上的组装可制备具有独特物理和化学性质的杂化材料，并在微电子、太阳能电池、传感器、生物分子识别等领域有巨大的应用前景。纳米粒子在基体上的排布决定了杂化材料的性质。近期，受限组装已被作为一种有效策略来构建有序聚合物组装体。由于受限效应可导致结构受挫以及对称破缺，因此可通过调控界面相互作用以及受限程度来制备结构新颖的聚合物组装体。在过去的十年左右，有大量关于聚合物与无机纳米粒子的受限行为的研究，并且部分实验结果与理论计算的结果是一致的。在二维或则三维受限条件下，功能化的纳米粒子…

嵌段共聚物自组装是制备有序介孔材料的有效策略之一。该方法适用性广，可结合多种前驱体分子，制备种类丰富、结构有序的介孔功能材料。近年来，该方法制备的介孔材料因其较高的比表面积，形貌、孔结构/尺寸等易调控，在众多应用领域中性能优异，尤其在能源存储与转化方面，受到了众多研究者的青睐。 近日，《Chemical Society Reviews》发表了上海交通大学麦亦勇教授与合作者撰写的关于嵌段共聚物自组装可控制备介孔能源材料的研究综述。文章以嵌段共聚物自组装原理开篇，综述了近10年该领域的研究进展，重点…

全聚合物太阳能电池(All-polymersolar cells, all-PSCs)是基于聚合物给体和聚合物受体的太阳能电池，以其良好的热稳定性、高机械强度和可拉伸性等独特优势，适合于可穿戴和柔性设备的潜在应用,然而全聚合物电池性能落后于高性能小分子受体器件。主要原因是由于全聚合物电池的全聚合物受体可选择性较少，目前使用较多的是基于PDI和NDI的聚合物受体，其存在吸收系数低、与聚合物给体混溶性差、结晶度强、聚合物受体电子迁移率较差等缺点，均对光电流和填充因子(FF)有负面影响。 图文解析 利…

随着柔性电子行业的不断发展，柔性有机太阳能电池由于具有轻质、廉价、易加工等优势以及在柔性可穿戴能源期间方面展现的巨大潜力而受到广泛关注。然而，目前柔性有机太阳能电池效率较基于刚性基底制备的刚性电池仍有较大差距，主要原因之一是基于塑料基底制备的柔性透明电极在面电阻、透光率、可加工性以及稳定性等方面受到极大限制。因此，发展具有优异的光学和电学性能、低表面粗糙度以及高机械和热稳定性的透明电极，对促进柔性有机太阳能电池发展尤为关键。 近日，韩国蔚山国立科学技术研究所（UNIST）的Changduk Ya…

由于有机半导体的以及器件制备工艺的发展，有机太阳能电池取得了巨大的进步。但由小分子给体与小分子受体构成的全小分子有机太阳能电池（SM-OSCs）效率远低于由聚合物给体，小分子受体构成的聚合物太阳能电池(PSCs)效率。PSCs由于聚合物供体具有长的分子骨架和强大的分子间作用力，规整的聚合物膜本身可以为PSCs形成合适的互穿聚合物网络。因此，当与小分子受体共混时，PSCs很容易满足合适的相分离，因此，大多数未经任何后处理的PSCs都能提供相当有效的光伏性能。然而，对于SM-OSCs，由于小分子给体…