新型受體製備低電壓損耗高效三元有機太陽能電池

穩定、高效的三元有機太陽能電池

北極星太陽能光伏網訊:相比傳統基於無機材料的光伏器件，有機太陽能電池的優勢明顯，例如成本低、質量輕、易加工、可製成柔性器件等等。儘管問世初期有機太陽能電池的能量轉換效率（PCE）比較低，但是經過近年來的發展，特別是非富勒烯受體（NFA）材料的研究進展，有機光伏器件的性能節節攀升。例如，中科院化學所近期就報導了效率接近18%的單結有機光伏電池（Adv.

高效聚合物給體S3製備了17.53%效率的三元有機太陽能電池

三元策略已被證明是進一步提高有機太陽能電池（OSC）性能的有效方法。最近，北京理工大學安橋石副教授等人合成了一種高效的聚合物給體S3，並將其引入到PM6：Y6體系中，製備了三元OSCs。S3與PM6相比具有互補的吸收光譜，以及良好的相容性，這有利於微調光子收集和三元共混膜的形貌

顏河：含硒雜環非富勒烯受體製備效率超過16%的有機太陽能電池

小分子受體（SMA）具有許多吸引人的特性，並能夠實現富勒烯受體無法實現的高效有機太陽能電池（OSC），因此得到了廣泛的研究關注。最近，以Y6為代表的新型小分子受體以及其衍生物受到廣泛關注，以Y6為受體製備的高性能OSC其文獻效率高達15.7%。Y6的發現啟發了OSC領域對這類重要材料的結構性能關係進行研究，並對其進行了進一步的修飾改性。

化學所在三元有機太陽能電池活性層形貌控制方面取得進展

三元有機太陽能電池保持單節電池結構，在二元活性層中引入吸收互補的第三組分，增強光譜吸收。儘管三元電池取得了一定成功，但仍面臨著嚴峻的挑戰，其核心問題在於對三元共混薄膜難以實現清晰、有效的形貌控制，用以同時保證高效的激子解離和電荷傳輸，因此，已報導三元電池性能提升幅度較低。

鄒應萍：降低A-DA-D-A受體有機太陽能電池中的電壓損失

如何從分子設計的角度打破大電壓損耗的束縛？什麼類型的分子結構可以導致低電壓損耗的新一代材料？中南大學鄒應萍教授、林克平大學的高峰教授、中國科學院化學研究所的李永舫教授等人從這一角度出發，討論了開路電壓、CT態特性和分子特性之間的關係，並對降低高性能NFA OSCs中的電壓損耗的設計策略提出了他們的理解。

三元有機太陽能電池活性層形貌控制研究獲進展

有機太陽能電池受限於有機材料「窄吸收」特性，二元共混薄膜難以實現對太陽能的有效寬光譜利用，並且始終存在相共混（利於激子解離）和相分離（利於電荷傳輸）這對基礎性矛盾，制約了有機光伏器件性能的進一步突破。三元有機太陽能電池保持單節電池結構，在二元活性層中引入吸收互補的第三組分，增強光譜吸收。

實現低電壓損耗的高效倒置鈣鈦礦型太陽能電池

實現低電壓損耗的高效倒置鈣鈦礦型太陽能電池作者：小柯機器人發布時間：2020/12/31 23:03:43 華中科技大學李忠安團隊開發了利用吡啶基無摻雜聚合物半導體實現低電壓損耗的高效倒置鈣鈦礦型太陽能電池的策略。

三元有機太陽能電池:效率17.22%

近年來，三元策略在提高有機太陽能電池性能方面已展露出很大的潛力，成為有機光伏領域的研究熱點。張福俊教授課題組長期專注於三元有機光伏器件物理方面的研究，提出了研究三元體系中激子和載流子動力學的新方法、新手段，以及理解合金模型的微觀機制。

蘇州大學李永舫課題組合理設計了一種新型的寬帶隙給體小分子材料，基於此的器件表現出13.9%的目前最高效率之一，且非輻射複合損耗非常小，為有機太陽能電池材料的設計提供了另一種思路。基於共軛聚合物或小分子的電子給體與小分子受體，組成的給受體本體異質結溶液製備法的有機太陽能電池被廣泛研究。最近由p型共軛聚合物給體與n型非富勒烯小分子受體而成的有機太陽能電池功率轉換效率突破了16%，具有光明前程。但是由於聚合物的批次差異問題，不可避免的會導致器件的重複性較差。

通過促進電荷分離實現超過17.5%效率的三元有機太陽能電池

三元共混是實現有機太陽能電池（OSC）高效的有效策略。最近，中國科學院李永舫院士、張佔軍教授合成了一種非富勒烯小分子受體(C8-DTC)，並將其作為第三組分添加到PM6：Y6體系中。在PM6：Y6系統中加入10%的C8-DTC作為第二受體，在提高開路電壓、短路電流密度和填充因子的同時，獲得了17.52%的功率轉換效率。

用於提高半透明有機太陽能電池三元共混活性層電荷高效運輸的研究

半透明有機太陽能電池（OSCs）具有高光電轉換效率（PCE），在車載集成和建築一體化光伏發電方面具有巨大的應用潛力。雖然不透明有機太陽能電池的最高光電轉換效率（PCE）已超過17%，但其平均可見光透過率（AVT）與集光能力之間的相互關係阻礙了半透明有機太陽能電池（STOSCs）PCE值的提高。中國科學院福建物質結構研究所鄭慶東團隊開發了一種階梯型二硫代萘基受體（DTNIF），當其與PBDB-T.39的寬隙帶共聚物配對時，其PCE值為8.73%。

南科大郭旭崗團隊在太陽能電池領域取得系列研究進展

（all-polymer solar cells）是用高分子半導體材料同時作為電子給體和電子受體共混製備的有機太陽能電池。相比其它類型有機太陽能電池，全聚合物太陽能電池具有更為優異的光熱穩定性和機械性能，從而更具實用價值。發表在《先進材料》上的論文報導了利用課題組自主研發的雙錫化雙噻吩醯亞胺（BTI）與雙溴化稠環電子受體聚合，製備了具有受體-受體型骨架的窄帶隙n型高分子受體材料L14（圖1）。

Y18：調節非富勒烯受體的缺電子核心得到超17%單節有機太陽能電池

在開發高性能非富勒烯有機太陽能電池（OSC）方面，尋找有效的分子設計策略以實現高效的電荷產生和較小的能量損耗是長期存在的挑戰。最近，中南大學鄒應萍教授和中國科學院的李永舫教授聯合報導了Y系列非富勒烯受體，它具有缺電子稠環核結構(典型的Y6)，這為實現高外部量子效率(~ 80%)同時保持低能量損失(~ 0.57 eV)打開了新的大門。

有機太陽能電池研究取得進展

面對能源的巨大需求和日趨嚴重的環境汙染問題，太陽能是大自然賦予人類的一個取之不盡、用之不竭的能源寶庫，新型的太陽能電池技術得到了廣泛的重視。有機太陽能電池（OSC）具有質量輕、超薄、柔性、易於大面積製備等諸多優點，在可攜式、柔性電池、光伏建築供能等領域具有廣闊的應用前景。

三元有機太陽能電池將成為光伏領域的研究熱點

北極星太陽能光伏網訊:近年來，三元策略在提高有機太陽能電池性能方面已展露出很大的潛力，成為有機光伏領域的研究熱點。張福俊教授課題組長期專注於三元有機光伏器件物理方面的研究，提出了研究三元體系中激子和載流子動力學的新方法、新手段，以及理解合金模型的微觀機制。

全聚合物非富勒烯疊層太陽能電池

基於全聚合物給受體材料的有機光伏器件近年來取得了突破性進展。聚合物電子受體材料可以很好的彌補傳統富勒烯受體材料在可見和近紅外區域的吸光係數較低，化學結構修飾困難，相區熱穩定性差等缺點。同時聚合物受體材料具有良好的機械性能和形貌穩定性。

中科院李永舫等人:新型窄帶隙受體實現高性能串聯有機太陽能電池

串聯有機太陽能電池（OSC）是基於單片連接兩個OSC的器件結構，現已被廣泛用作一種簡單而可靠的方法，以實現更高性能的OSC並更好地利用近紅外太陽能。在串聯OSC中，可以通過使用寬帶隙子電池收集高能光子和另一個窄帶隙子電池利用低能光子來有效地擴展吸收光譜的波長區域。

全小分子有機太陽能電池研究取得進展

圖片來源：網際網路有機太陽能電池作為新一代太陽能電池技術近年來受到廣泛關注。相比較於傳統的矽基太陽能電池，有機太陽能電池具有成本低、柔性、可大面積印刷製備等優點。目前製備高效有機太陽能電池的主流策略是使用聚合物給體和非富勒烯受體材料構建活性層。但聚合物材料在製備過程中通常存在分子量和分散度難以精確控制、難提純、材料的批次穩定性差等問題，相應製備的有機太陽能電池效率的重複性降低，不利於大規模商業化應用。

這一次，是太陽能電池

近期，湘潭大學化學學院沈平教授課題組基於新型小分子受體材料的高效三元聚合物太陽能電池的研究成果，發表在《材料化學C》（一區TOP期刊，影響因子7.059），題目為「小分子/富勒烯受體合金：一種提高三元聚合物太陽能電池效率和熱穩定性的有效策略」（Small-molecule/fullerene acceptor alloy: a powerful tool to enhance device efficiency

這一次,是太陽能電池!

近期，湘潭大學化學學院沈平教授課題組基於新型小分子受體材料的高效三元聚合物太陽能電池的研究成果，發表在《材料化學C》（一區TOP期刊，影響因子7.059），題目為「小分子/富勒烯受體合金：一種提高三元聚合物太陽能電池效率和熱穩定性的有效策略」（Small-molecule/fullerene acceptor alloy: a powerful tool to