寧波材料所有機(jī)太陽能電池研究取得進(jìn)展
目前,不可再生化石燃料的大量使用造成的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重,綠色環(huán)保的太陽能電池技術(shù)隨之得到廣泛重視。其中,有機(jī)太陽能電池具有柔性、半透明、易于大面積制備和色彩絢爛等優(yōu)點(diǎn),在滿足人們電力需求的同時(shí),更能帶來愉快的視覺享受,在便攜式電子產(chǎn)品、光伏建筑等領(lǐng)域具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛力,已成為當(dāng)前新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葛子義領(lǐng)導(dǎo)的有機(jī)光電材料與器件研究團(tuán)隊(duì),在有機(jī)太陽能電池領(lǐng)域取得系列進(jìn)展。繼2015年研發(fā)可濕法加工的低價(jià)非共軛小分子電解質(zhì),用作陰極界面層,突破單結(jié)有機(jī)太陽能電池10%的效率瓶頸后,在有機(jī)太陽能電池界面調(diào)控方面繼續(xù)開展深入、系統(tǒng)的研究工作,開發(fā)系列新型的非共軛界面材料、超支化聚合物界面材料和低價(jià)環(huán)保的界面材料等。 近日,該研究團(tuán)隊(duì)在高效率非富勒烯有機(jī)太陽能電池方面取得進(jìn)展,設(shè)計(jì)合成一種新型多元環(huán)骨架的小分子受體材料ITCN,與非富勒烯活性層體系具有很好的能級(jí)匹配和吸收光譜互補(bǔ),獲得單結(jié)三元非富勒烯有機(jī)太陽電池12.16%的能量轉(zhuǎn)換效率。相關(guān)研究成果以Ternary Nonfullerene Polymer Solar Cells with 12.16% Efficiency by Introducing One Acceptor with Cascading Energy Level and Complementary Absorption為題,發(fā)表在Advanced Materials上,并申請(qǐng)中國發(fā)明專利。 研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、浙江省杰出青年基金、寧波市科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、中科院交叉創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目和中科院重點(diǎn)國際合作項(xiàng)目等的資助。 圖1.(a)ITCN, IT-M和PBDB-T的吸收光譜圖,(b)ITCN/IT-M/PBDB-T光活性層體系的能級(jí)和電荷躍遷示意圖 |