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中科院團隊新成果發布 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 作者：楊 點擊量：6954
中科院寧波材料技術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，形成纏繞結構形態，有效提高了其斷裂拉伸應變，實現了高延展性活性層薄膜的制備。同時，固化的薄膜形態也提高了器件的熱儲存穩定性。
【化工儀器網 項目成果】太陽能電池，是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。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，則是由有機材料構成核心部分的太陽能電池，主要是以具有光敏性質的有機物作為半導體的材料，以光伏效應而產生電壓形成電流, 實現太陽能發電的效果。而柔性有機太陽能電池由于性能優良、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OSCs的研究滯后。
中科院寧波材料技術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，形成纏繞結構形態，有效提高了其斷裂拉伸應變，實現了高延展性活性層薄膜的制備。同時，固化的薄膜形態也提高了器件的熱儲存穩定性。
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，優化摻雜比例以及活性層厚度等，使得活性層形成了穩定有序的互傳網絡結構，具有利于激子分離和電子傳輸的穩定通道。此外，三元策略協同發揮了聚合物長鏈優勢和小分子強結晶特性，克服了小分子基活性層體系的脆性特性。在優化的三元薄膜中沿鏈長分布式的負載應力可以很好的消散外部應變能，使得三元活性層薄膜在機械外力下展現出更高的穩定性。
固化的薄膜形態也有效抑制了小分子受體的擴散和結晶。基于銀網格/塑料襯底柔性電極，獲得了效率突破16.5%的柔性電池，且具有較好的力學性能，在1000次連續循環彎曲后仍能夠保持初始效率的97.5%。
相關論文Entangled structure morphology by polymer guest enabling mechanically robust organic solar cells with efficiencies of over 16.5%于近日發表于《Matter(物質)》雜志。
參考資料來源：中國科學報
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