有機小分子光伏材料研究獲進展

2020-12-03 科學網

 

記者近日從中科院化學所獲悉，該所有機固體重點實驗室的研究人員在高效有機小分子光伏材料的研究上取得系列進展，並在近期受邀為英國皇家化學會《化學會綜述》雜誌撰寫相關綜述文章。

 

據研究人員介紹，有機太陽能電池材料分小分子和高分子兩種，目前效率最高的是高分子給體與富勒烯受體共混體系。然而，高分子的分子結構、分子量、純度不確定，會帶來不同批次的材料性能間有差異，因而有可能在將來導致工業化生產時批次的不穩定性。

 

和聚合物材料相比，有機小分子太陽能電池材料具有確定的分子結構和分子量，並且比較容易分離提純，純度高，製備過程中有很好的批次穩定性。然而，有機小分子太陽能電池發展比較緩慢，文獻報導的材料種類較少，電池的光電轉換效率也較低。

 

在國家自然科學基金委、科技部、中國科學院的支持下，有機固體重點實驗室的研究人員設計合成了一系列一維D-A-D有機小分子電子給體，與富勒烯衍生物電子受體PC71BM共混製備的全小分子電池效率可達3.7%。

 

研究人員還進一步發展了三維共軛的有機小分子電子給體。該材料具有溶液加工性好、光吸收和電荷傳輸各向同性、吸收強而寬、遷移率高等優點。用該電子給體與PC71BM共混製備的全小分子太陽能電池，在未經任何後處理的情況下，能量轉換效率高達4.3%，為當時基於同類型太陽能電池的最高效率。相關論文發表一年以來，被SCI引用45次，併入選ESI高引用論文和熱點論文。此外，他們還發展了三維共軛的有機小分子非富勒烯電子受體，在電池中得到了高開路電壓1.18伏。（來源：中國科學報 閆潔 李丹）

 

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