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中科院宁波材料所葛子义团队在有机太阳能电池研究中取得重要进展

发布时间:2018-02-02 阅读数:3664

随着不可再生的化石燃料的大量使用所造成的能源危机和环境污染问题日趋严重,绿色环保的太阳能电池技术得到了广泛的重视。其中有机太阳能电池具有柔性、半透明、易于大面积制备和色彩绚烂等优点。在满足人们电力需求的同时,更能带来美的视觉享受,在便携式电子产品、光伏建筑等领域具有很强的应用潜力,已成为当前新能源领域的研究热点。

最近,中科院宁波材料所葛子义研究团队在高效率非富勒烯有机太阳能电池方面取得了重要进展,设计合成了一种新型五元环骨架的小分子受体材料ITCN,与非富勒烯活性层体系具有很好的能级匹配和吸收光谱互补,获得了单结三元非富勒烯有机太阳电池12.16%的能量转换效率。该成果以Ternary Nonfullerene Polymer Solar Cells with 12.16% Efficiency by Introducing One Acceptor with Cascading Energy Level and Complementary Absorption为题发表在Advanced Materials上(2017,DOI: 10.1002/adma.201703005,论文链接http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201703005/full),并申请了中国发明专利(CN 201710073869.2)。相关研究工作得到了中科院化学所侯剑辉研究员的支持。

近年来,该研究团队在有机太阳能电池领域取得了一系列进展。2015年报道了一种可湿法加工的低价非共轭小分子电解质MSAPBS,用作阴极界面层,突破了单结有机太阳能电池10%的效率瓶颈(Nature Photonics.2015, 9, 520)。后续又在有机太阳电池界面调控方面开展了深入系统的研究工作,例如开发了系列新型的非共轭界面材料(J .Mater. Chem. A,2016,4, 14944; J .Mater. Chem. A,2016, 4, 2530)、超支化聚合物界面材料(Prog.Photovolt: Res. Appl.,2016,130, 319)和低价环保的界面材料(ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, 9, 27083J .Mater. Chem. A,2017, DOI: 10.1039/C7TA09233D)等。


1.aITCN,IT-MPBDB-T的吸收光谱图,(bITCN/IT-M/PBDB-T光活性层体系的能级和电荷跃迁示意图。


2. ITCN/IT-M/PBDB-T三元非富勒烯有机太阳电池效率曲线。


上述研究得到了浙江省杰出青年科学基金项目、国家自然科学基金项目、国家重点研发计划和中科院项目资助。


(中科院宁波材料所 王古月 彭瑞祥)

 

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