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中科院团队新成果发布 可使柔性有机太阳能电池效率突破16.5%
2022年05月07日 15:14:42
来源：化工仪器网 作者：杨 点击量：7020
中科院宁波材料技术与工程研究所有机光电材料与器件团队，在研究员葛子义带领下通过三元策略在聚合物给体(PM6):小分子受体(BTP-eC9)体系引入聚合物受体(PY-IT)作为第三组分，形成缠绕结构形态，有效提高了其断裂拉伸应变，实现了高延展性活性层薄膜的制备。同时，固化的薄膜形态也提高了器件的热储存稳定性。
【化工仪器网 项目成果】太阳能电池，是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。太阳能电池只要被满足一定照度条件的光照度，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流，又称为“太阳能芯片”或“光电池”。
有机太阳能电池，则是由有机材料构成核心部分的太阳能电池，主要是以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料，以光伏效应而产生电压形成电流, 实现太阳能发电的效果。而柔性有机太阳能电池由于性能优良、用途广泛，可用于太阳能背包、太阳能手电筒以及太阳能汽车等特点，近年来发展迅速，但柔性光伏器件的效率远低于刚性器件的效率水平，尤其是对可延展性柔性OSCs的研究滞后。
中科院宁波材料技术与工程研究所有机光电材料与器件团队，在研究员葛子义带领下通过三元策略在聚合物给体(PM6):小分子受体(BTP-eC9)体系引入聚合物受体(PY-IT)作为第三组分，形成缠绕结构形态，有效提高了其断裂拉伸应变，实现了高延展性活性层薄膜的制备。同时，固化的薄膜形态也提高了器件的热储存稳定性。
在研究中，科研人员通过三元策略引入聚合物受体第三组分，优化掺杂比例以及活性层厚度等，使得活性层形成了稳定有序的互传网络结构，具有利于激子分离和电子传输的稳定通道。此外，三元策略协同发挥了聚合物长链优势和小分子强结晶特性，克服了小分子基活性层体系的脆性特性。在优化的三元薄膜中沿链长分布式的负载应力可以很好的消散外部应变能，使得三元活性层薄膜在机械外力下展现出更高的稳定性。
固化的薄膜形态也有效抑制了小分子受体的扩散和结晶。基于银网格/塑料衬底柔性电极，获得了效率突破16.5%的柔性电池，且具有较好的力学性能，在1000次连续循环弯曲后仍能够保持初始效率的97.5%。
相关论文Entangled structure morphology by polymer guest enabling mechanically robust organic solar cells with efficiencies of over 16.5%于近日发表于《Matter(物质)》杂志。
参考资料来源：中国科学报
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