Energies 专题研讨会：有机光伏电池研究进展 | MDPI Seminar

发表时间：2024-12-09 阅读量：546

有机光伏电池能够将光能转换为电能，是可再生能源技术的重要组成部分，在光伏建筑一体化、国防军工、移动应用等领域具有广泛的应用前景。随着光伏技术的发展，有机光伏电池能量转换效率已经突破20%，达到了可以向实际应用发展的水平。尽管有机光伏电池的能量转换效率取得了显著提升，但在材料创新、制备工艺、形貌调控及表征技术等方面仍有众多科学问题亟待解决。


本次研讨会 Energies 期刊特别邀请西北工业大学的刘剑刚教授担任会议主席，携手西北工业大学的王凯教授，武汉大学的闵杰教授，西安交通大学的鲁广昊教授和陕西师范大学的丁自成研究员作为主讲人。各位专家学者将聚焦于高效有机光伏电池的制备，共同探讨表界面缺陷钝化材料及活性层第三组分材料的设计原则、活性层形貌的调控策略及其微纳结构与柔性之间的关联、活性层相变动力学的时间及空间表征技术、溶液加工过程的高速涂覆技术及其物理机制，为进一步提高有机光伏电池能量转换效率并推动其产业化发展奠定了基础。

 

 

研讨会信息

 

● 会议时间

2024年12月11日 18:30—20:30

 

●  参与方式

1. 小鹅通直播间

点击链接，进入小鹅通直播间：https://dbofi.xetlk.com/sl/2JaKPa。


2. MDPI开放科学视频号


3. MDPI学者交流群
 

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●  会议议程

 

1 18:30—18:40 | 刘剑刚 教授
  会议主席致辞
2 18:40—19:00 | 王凯 教授
  有机功能分子材料设计合成及其光伏/光热器件
3 19:00—19:20 | 闵杰 教授
  有机光伏活性层高速制备
4 19:20—19:40 | 鲁广昊 教授
  光伏薄膜相变动力学的空间和时间特性
5 19:40—20:00 | 丁自成 研究员
  可拉伸非富勒烯光伏活性层微结构调控
6 20:00—20:20 | 刘剑刚 教授
  准平面异质结形貌演变机制
7 20:20—20:30 | 参会人员
  提问交流环节

 

 

会议主席

 

刘剑刚 教授

西北工业大学

 

个人简介：博士生导师。2002年于吉林大学化学学院获学士学位；2011年于中国科学院长春应用化学研究所获博士学位。先后在长春应化所高分子物理与化学国家重点实验室、汕头大学理学院及西北工业大学电子信息学院工作。主要从事有机光电子器件方向的研究，目前发表SCI论文80余篇，其中10余篇论文入选ESI高被引论文，论文被引用3000余次。作为项目负责人主持国家自然科学基金项目4项；作为子课题负责人主持国家重点研发计划2项。于2021年入选陕西省高层次人才引进计划，于2023年获得陕西省杰出青年基金的资助。

 

报告题目：准平面异质结形貌演变机制
报告简介：有机光伏电池主要由阳极、阴极及两者之间的活性层构成，其中活性层形貌直接决定器件能量转换效率。为确保器件光物理过程的顺利进行，活性层需要形成具有高结晶度、相区尺寸适宜等特征的形貌。利用顺序沉积法制备准有序异质结 (PPHJ) 是调控活性层形貌的有效策略，然而PPHJ的形貌演变机制尚不清晰，不利于PPHJ微纳结构的精细调控。鉴于此，报告人通过对比体相异质结 (BHJ) 与PPHJ的形貌演变过程，揭示了PPHJ形成过程的热力学及动力学特点，阐明了PPHJ形成的微观物理过程；在此基础上，通过对比具有不同本征特性的体系，进一步阐明了分子有序堆积程度及相容性等热力学因素对PPHJ形貌演变过程及多层次结构的影响，建立了活性层形貌与器件性能间的构效关系。

 

 

特邀主讲人

 

王凯 教授

西北工业大学

 

个人简介：博士生导师，翱翔海外青年学者。研究方向为有机功能材料设计合成及光伏/光热器件。以太阳能的高效转换和利用为目标，针对太阳能转化为电能及热能过程中的关键科学问题，开发了系列有机表界面缺陷钝化材料、电荷传输材料及有机吸光材料，制备了高效的钙钛矿、有机光伏电池，及有机光热转换器件。作为项目负责人主持国家级自然科学基金项目2项、省部级基金项目4项。近几年以第一/通讯作者在 Advanced Materials、Journal of the American Chemistry Society 等高水平期刊发表论文50余篇，论文被引用4000余次，H-index为35。

 

报告题目：有机功能分子材料设计合成及其光伏/光热器件
报告简介：有机功能分子材料具有结构易修饰、性质丰富、成本低廉、溶液加工等优点，在钙钛矿电池、有机光伏电池及有机光热器件中扮演重要角色。针对钙钛矿电池中界面修饰材料钝化与传输功能难兼得的难题，设计开发了系列兼具传输功能的有机表界面缺陷钝化材料，同步提升了钙钛矿光伏器件的效率与稳定性。针对有机太阳能电池中第三组分设计开发原则不清晰的难题，通过分子局部调控，合成了系列第三组分有机分子材料，制备了高效三元有机光伏电池。揭示分子调控与材料性质、器件性能的关系。针对有机光热分子吸收窄，光利用率低的难题，通过开发新型强受体单元及调控分子间组装方式，开发了高效有机光热转换分子。

 

闵杰 教授

武汉大学

 

个人简介：曾师从于李永舫院士和Christoph J. Brabec教授。主要从事有机太阳能电池和光伏建筑一体化应用研究工作。在国际权威期刊上发表论文200余篇，包括 Nat Energy、Joule、Nat Commun、Adv Mater、Angew 等；论文被SCI引用1.8万余次，H—index为72。申请中国发明专利11项 (含授权5项)。受邀在国际国内学术会议上作报告70余次，目前担任 CJPS 三刊青年编委，以及 Macromolecule 和 Energy Reviews 期刊编委委员。曾入选湖北省青年百人计划和教育部青年长江学者项目，以及2022—2024年度ESI高被引科学家。

 

报告题目：有机光伏活性层高速制备
报告简介：目前，报道的利用卷对卷制造的有机光伏活性层体系的涂覆速度 (如刮涂和狭缝涂覆) 通常以0.3—1.5米/分钟的线性速度进行涂覆，远远落后于相关界面层和金属电极的印刷工艺 (大于10米/分钟)。因此，活性层的涂覆线性速度较差，不可避免地限制了整条生产线的生产能力。基于此，报告人课题组开发了多种高速逐层和共混涂覆活性层工艺，并探究了相关工艺的优点及其背后的物理机制。同时，还分析了不同类型活性层体系导致的高速涂覆能力的差异并揭示了相关成因。这一系列工作为有机活性层体系的设计开发以及成膜工艺选择，提供了重要研究思路和发展目标。

 

鲁广昊 教授

西安交通大学

 

个人简介：前沿院教授、国家级青年人才。入选唐仲英基金会“仲英青年学者”，致力于公益教育事业。研究方向为高分子薄膜的材料物理表征方法。发表论文200余篇，授权发明专利多项。主持中国科学院先导子课题、国家自然科学基金等项目。获吉林省自然科学奖一等奖 (排名第二)、德国洪堡奖学金 (2010年)、中国科学院院长优秀奖 (2008年)。入选中国化学会应用化学学科委员会委员。担任《应用化学》青年编委。指导学生获得各类竞赛奖项30余项，包括连续三年 (2021、2022、2023年) 获得互联网+创新创业大赛陕西赛区金奖、“挑战杯”中国大学生创业计划全国铜奖以及西安交通大学优秀学位论文。荣获第15届大学生创新创业年会优秀指导教师。

 

报告题目：光伏薄膜相变动力学的空间和时间特性
报告简介：有机小分子或者高分子光伏薄膜、钙钛矿光电薄膜在溶液加工、蒸镀、退火等过程中的相变动力学调控有助于开发高性能材料，而相变具有时间和空间位置依赖性。材料的光学特性和电学性质跟很多因素有关，在半导体薄膜材料中，薄膜的光学特性在薄膜内部不同的深度是各不相同的，这种不均匀分布对器件性能有着很大的影响。而这些相在成膜过程中在不同的时间段具有不同的相变动力学。因此有机聚合物和钙钛矿薄膜相变的时空特性获得了人们的普遍关注，即：何时何处何组分发生何种相变？在这个背景下，我们基于软等离子体刻蚀并结合多光谱联用技术，包括空间断层分辨光谱和时间分辨光谱，致力于研究薄膜相变动力学的时间和空间特性，为建立相变和性能之间的联系添砖加瓦。

 

丁自成 研究员

陕西师范大学

 

个人简介：2008年于武汉大学化学与分子科学学院获学士学位；2014年初于中国科学院长春应用化学研究所获得博士学位，导师为韩艳春研究员；随后在长春应化所高分子物理与化学国家重点实验室工作，先后任助理研究员和副研究员；2019年底加入陕西师范大学材料科学与工程学院，任研究员。研究方向为有机/钙钛矿光伏材料与器件、可拉伸共轭聚合物功能薄膜。目前已在 Nat. Commun.、Energy Environ. Sci. 等学术期刊上发表学术论文70余篇，论文总引用2900余次。先后获得中国科学院青年创新促进会会员、陕西省青年科技新星和陕西省高层次引进人才计划等人才项目的支持。

 

报告题目：可拉伸非富勒烯光伏活性层微结构调控
报告简介：有机太阳能电池具有低成本、柔性和重量轻等优点，基于非富勒烯受体的有机太阳能电池因其高的光伏性能受到广泛关注。报告人围绕非富勒烯光伏活性层的微结构与光伏/力学性能关系开展深入研究，通过调节高分子给体与非富勒烯受体材料的溶液聚集状态、成膜动力学过程和薄膜后处理方式等，实现了基于高分子给体/Y6类非富勒烯受体二元活性层薄膜微结构的优化，显著提升了非卤代溶剂加工电池的光伏性能，揭示了高有序Y6纳米聚集体在光生载流子生成过程中的关键性作用，并进一步通过优化基于弹性体的三元非富勒烯活性层薄膜的相分离和结晶形貌，实现了非富勒烯有机太阳能电池光伏性能和拉伸性能的协同提升。

 

 

主办单位

 

 

 

合作单位

 

 

 

 Energies 期刊介绍


主编：Enrico Sciubba, University of Roma Sapienza, Italy

期刊发表涵盖能源动力工程、技术开发以及能源政策经济管理等相关领域的最新研究成果，目前已被Scopus、SCIE (Web of Science)、Ei Compendex等多个权威数据库收录。

 

2023 Impact Factor 3.0
2023 CiteScore 6.2

Time to First Decision

 17.5 Days

Acceptance to Publication

 3.4 Days

 

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