三元有機太陽(yáng)能電池能量轉換效率高達17.54%

記者3月29日從常州大學(xué)了解到，該校材料科學(xué)與工程學(xué)院朱衛國教授團隊與香港理工大學(xué)李剛教授團隊聯(lián)合，在國家自然科學(xué)基金、江蘇省優(yōu)勢學(xué)科建設資金等支持下，成功研發(fā)出新型供體-受體(D-A)交替型齊聚物材料。其相關(guān)研究成果日前已發(fā)表在材料與化學(xué)學(xué)科國際學(xué)術(shù)期刊《Advanced Materials》。

“我們利用該材料，實(shí)現了三元有機太陽(yáng)能電池的高效能量轉換，器件的能量轉換效率高達17.54%。該效率是目前非鹵溶劑加工有機太陽(yáng)能電池的最高性能之一。”朱衛國說(shuō)。

設計較低最高占領(lǐng)分子軌道(HOMO)能級的給體材料或較高最低未占領(lǐng)分子軌道(LUMO)能級的受體材料，是當今提高三元有機太陽(yáng)能電池開(kāi)路電壓和能量轉換效率的常用方法。

該團隊運用逆向思維，首先設計合成了較高HOMO能級的新型齊聚物給體材料，并通過(guò)應用在三元有機太陽(yáng)能電池中，重點(diǎn)研究了分子構架對器件光伏性能的影響。

經(jīng)研究發(fā)現，該材料作為第三組分在三元有機太陽(yáng)能電池中，不僅降低了電池的非輻射能量損耗，而且促進(jìn)了光活性層激子解離，還抑制了受體材料的過(guò)度自聚集，有效改善活性層形貌，最終實(shí)現對器件開(kāi)路電壓、短路電流、填充因子光伏三參數的共同提升。

值得一提的是，該研究成果創(chuàng )新發(fā)展了一類(lèi)D-A交替型齊聚物給體材料，揭示了較高HOMO能級齊聚物對三元有機太陽(yáng)能電池光伏性能的影響規律，實(shí)現了器件光伏性能三參數的全面協(xié)同提升;采用綠色非鹵溶劑溶液加工，實(shí)現了齊聚物三元有機太陽(yáng)能電池的高效能量轉換，創(chuàng )造了齊聚物三元有機太陽(yáng)能電池新的效率記錄。

除此之外，通過(guò)齊聚物構建策略，開(kāi)發(fā)出第三組分比例高耐受性技術(shù)，即使齊聚物的添加比例高達50%時(shí)，器件的能量轉換效率仍能達到16.15%。

相關(guān)專(zhuān)家認為，該研究成果既為深入理解第三組分能級對三元有機太陽(yáng)能電池的性能影響提供了新的見(jiàn)解，也將為發(fā)展有機太陽(yáng)能電池提供了重要的理論依據和技術(shù)支撐。(科技日報記者 過(guò)國忠 通訊員 包海霞 蔡震宇 任濤)

免責聲明：本文不構成任何商業(yè)建議，投資有風(fēng)險，選擇需謹慎！本站發(fā)布的圖文一切為分享交流，傳播正能量，此文不保證數據的準確性，內容僅供參考

關(guān)鍵詞： 新型供體 受體交替型 齊聚物給體材料 三元有機太陽(yáng)能電池 能量轉換效率