我國科學家在有機太陽能電池領域取得(dé)重要突破(pò)
發布時(shí)間:2018-08-21
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來源:科技部
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有機太陽(yáng)能(néng)電池是解決環境汙染(rǎn)、能源危(wēi)機的(de)有效途徑之一,被認為是(shì)具有(yǒu)重大產業(yè)前景的新(xīn)一代綠色能源技術。但是,有機材料較低的載流子(zǐ)遷移率限製了活性層厚度,導致光吸收效率不足。盡管(guǎn)目(mù)前有機太陽能電池光(guāng)電轉換效率已經提高到14%左右(yòu),如何進一步(bù)提高其效率是始終困擾科學家的關鍵難題。疊層有機太陽(yáng)能(néng)電(diàn)池是提高效率的最佳策略(luè)之一,可以充分發揮有(yǒu)機和高分子材料結構和性質的可調性特征,通過疊層電池中(zhōng)前後電池裏活(huó)性材(cái)料互補的光吸收,更有效地利用太(tài)陽光,從而(ér)實現更高的能量轉換效率。
在國家(jiā)重點研發計劃“納米科技”重點專項“石墨烯宏觀體(tǐ)材料的宏量可控製備及其在光電等方麵的(de)應用研究”、“高效穩定(dìng)大麵積有機太陽電池關鍵材料和製備技(jì)術”等項目的支持下,南開大學陳永勝(shèng)、萬相見(jiàn)團隊(duì)和(hé)國家納(nà)米科學中心(xīn)丁黎明團隊(duì)利用半經驗模型,從理論上預測了有機(jī)太陽能電池實際可以達(dá)到(dào)的最高效率和理想活性層材料的參數要求。通過采用適合的活性層材料,用成本(běn)低廉與工業(yè)化生產兼容的溶液加工方法(fǎ)製備(bèi)得到了(le)兩端疊層有機太陽能電池,實現了17.3%的光電轉(zhuǎn)化效率,刷新了目前文獻報(bào)道的有機/高(gāo)分子太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的世界最高(gāo)紀錄,且穩定性(xìng)優異,在經過166天連續測試後,性能損失僅為4%。
該研究工作為有機太陽能電池的基礎研究提供了新的思路(lù),為有機太陽能電池的產業化提供有(yǒu)力技術支撐。研究成果8月10日(rì)在《科學》雜誌上在(zài)線發表。