我國科學(xué)家在有機(jī)太陽能電池領(lǐng)域取得重要突破
發(fā)布時(shí)間：2018-08-21
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來源：科技部
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有機(jī)太陽能電池是解決環(huán)境污染、能源危機(jī)的有效途徑之一，被認(rèn)為是具有重大產(chǎn)業(yè)前景的新一代綠色能源技術(shù)。但是，有機(jī)材料較低的載流子遷移率限制了活性層厚度，導(dǎo)致光吸收效率不足。盡管目前有機(jī)太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)提高到14%左右，如何進(jìn)一步提高其效率是始終困擾科學(xué)家的關(guān)鍵難題。疊層有機(jī)太陽能電池是提高效率的最佳策略之一，可以充分發(fā)揮有機(jī)和高分子材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的可調(diào)性特征，通過疊層電池中前后電池里活性材料互補(bǔ)的光吸收，更有效地利用太陽光，從而實(shí)現(xiàn)更高的能量轉(zhuǎn)換效率。
在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“納米科技”重點(diǎn)專項(xiàng)“石墨烯宏觀體材料的宏量可控制備及其在光電等方面的應(yīng)用研究”、“高效穩(wěn)定大面積有機(jī)太陽電池關(guān)鍵材料和制備技術(shù)”等項(xiàng)目的支持下，南開大學(xué)陳永勝、萬相見團(tuán)隊(duì)和國家納米科學(xué)中心丁黎明團(tuán)隊(duì)利用半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，從理論上預(yù)測(cè)了有機(jī)太陽能電池實(shí)際可以達(dá)到的最高效率和理想活性層材料的參數(shù)要求。通過采用適合的活性層材料，用成本低廉與工業(yè)化生產(chǎn)兼容的溶液加工方法制備得到了兩端疊層有機(jī)太陽能電池，實(shí)現(xiàn)了17.3%的光電轉(zhuǎn)化效率，刷新了目前文獻(xiàn)報(bào)道的有機(jī)/高分子太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的世界最高紀(jì)錄，且穩(wěn)定性優(yōu)異，在經(jīng)過166天連續(xù)測(cè)試后，性能損失僅為4%。
該研究工作為有機(jī)太陽能電池的基礎(chǔ)研究提供了新的思路，為有機(jī)太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化提供有力技術(shù)支撐。研究成果8月10日在《科學(xué)》雜志上在線發(fā)表。
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