近日，由南开大学化学学院教授陈永胜领衔的团队在有机太阳能电池领域研究中取得突破性进展。他们利用寡聚物材料互补吸光策略构建出一种具有宽光谱吸收特性的叠层有机太阳能电池器件，实现了12.7%的光电转化效率。据了解，这也是目前文献报道过的有机/高分子太阳能电池光电转化效率的最高纪录。 据介绍，有机太阳能电池是解决环境污染、能源危机问题的有效途径之一，其在成本低、柔性高、工艺简单、环境友好等方面都远远优于传统太阳能电池。但是，自1958年第一个有机太阳能电池器件诞生至今，如何提高光电转换效率就始终困扰着各国科学家。这一问题也直接决定着有机太阳能电池能否走出实验室、走进人类的生产生活。 “作为新兴的前沿研究领域，近年来，得益于光活性层材料的设计开发和器件结构的不断优化，有机太阳能电池能量转化效率有了大幅攀升。”陈永胜说，他与他的团队多年来对有机光伏器件材料筛选和构筑工艺进行深入系统研究，开发了一系列可溶液处理的高效率寡聚物型分子活性层材料，于2015年实现了超过10%的光电转换效率。 考虑到产业化要求，使用具有不同光谱吸收范围的活性材料制备叠层光伏器件是进一步提高光电转化效率的有效策略。基于该思路，陈永胜教授团队与华南理工大学研究团队等开展合作，采用与工业化生产兼容的溶液加工方法制备得到高效有机太阳能器件。经过工艺优化，最终实现了12.7%的验证效率。 根据相关设计原理，通过材料和器件的进一步优化，光电转换效率还有进一步提升的空间，有望达到15%以上。“下一步，我们将主要解决电池寿命问题，进一步提高能量转化效率。相信有机太阳能电池从实验室真正走向实际应用、实现商品化生产的梦想将在不久的将来成为现实。”陈永胜说。 |
