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中科院團隊新成果發(fā)布 可使柔性有機太陽能電池效率突破16.5%
2022年05月07日 15:14:42
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：7036
中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所有機光電材料與器件團隊，在研究員葛子義帶領(lǐng)下通過三元策略在聚合物給體(PM6):小分子受體(BTP-eC9)體系引入聚合物受體(PY-IT)作為第三組分，形成纏繞結(jié)構(gòu)形態(tài)，有效提高了其斷裂拉伸應(yīng)變，實現(xiàn)了高延展性活性層薄膜的制備。同時，固化的薄膜形態(tài)也提高了器件的熱儲存穩(wěn)定性。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】太陽能電池，是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。太陽能電池只要被滿足一定照度條件的光照度，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流，又稱為“太陽能芯片”或“光電池”。
有機太陽能電池，則是由有機材料構(gòu)成核心部分的太陽能電池，主要是以具有光敏性質(zhì)的有機物作為半導(dǎo)體的材料，以光伏效應(yīng)而產(chǎn)生電壓形成電流, 實現(xiàn)太陽能發(fā)電的效果。而柔性有機太陽能電池由于性能優(yōu)良、用途廣泛，可用于太陽能背包、太陽能手電筒以及太陽能汽車等特點，近年來發(fā)展迅速，但柔性光伏器件的效率遠低于剛性器件的效率水平，尤其是對可延展性柔性O(shè)SCs的研究滯后。
中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所有機光電材料與器件團隊，在研究員葛子義帶領(lǐng)下通過三元策略在聚合物給體(PM6):小分子受體(BTP-eC9)體系引入聚合物受體(PY-IT)作為第三組分，形成纏繞結(jié)構(gòu)形態(tài)，有效提高了其斷裂拉伸應(yīng)變，實現(xiàn)了高延展性活性層薄膜的制備。同時，固化的薄膜形態(tài)也提高了器件的熱儲存穩(wěn)定性。
在研究中，科研人員通過三元策略引入聚合物受體第三組分，優(yōu)化摻雜比例以及活性層厚度等，使得活性層形成了穩(wěn)定有序的互傳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有利于激子分離和電子傳輸?shù)姆€(wěn)定通道。此外，三元策略協(xié)同發(fā)揮了聚合物長鏈優(yōu)勢和小分子強結(jié)晶特性，克服了小分子基活性層體系的脆性特性。在優(yōu)化的三元薄膜中沿鏈長分布式的負載應(yīng)力可以很好的消散外部應(yīng)變能，使得三元活性層薄膜在機械外力下展現(xiàn)出更高的穩(wěn)定性。
固化的薄膜形態(tài)也有效抑制了小分子受體的擴散和結(jié)晶?；阢y網(wǎng)格/塑料襯底柔性電極，獲得了效率突破16.5%的柔性電池，且具有較好的力學(xué)性能，在1000次連續(xù)循環(huán)彎曲后仍能夠保持初始效率的97.5%。
相關(guān)論文Entangled structure morphology by polymer guest enabling mechanically robust organic solar cells with efficiencies of over 16.5%于近日發(fā)表于《Matter(物質(zhì))》雜志。
參考資料來源：中國科學(xué)報
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