鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:898次 | 2019年06月26日
高效率有機(jī)太陽(yáng)能電池獲進(jìn)展
相對(duì)于傳統(tǒng)的無機(jī)太陽(yáng)能電池,新一代的有機(jī)太陽(yáng)能電池(OPV)具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景,提高其光電轉(zhuǎn)化效率是該領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容之一。近年來,得益于新型光伏材料的應(yīng)用和器件制備技術(shù)的優(yōu)化,OPV的效率得到了快速的發(fā)展,已經(jīng)突破了15%。目前,限制OPV效率進(jìn)一步提高的主要因素是其在光電轉(zhuǎn)化過程中存在較大的非輻射能量損耗。
在中國(guó)科學(xué)院和國(guó)家自然科學(xué)基金委的支持下,中科院化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室侯劍輝課題組的研究人員,長(zhǎng)期致力于通過有機(jī)光伏材料的分子設(shè)計(jì)提升電池器件的效率,開展了系列的研究。
在前期的工作中(J.Am.Chem.Soc.2017,139,7148;Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,3045;Adv.Mater.2017,29.1703080;Adv.Mater.2018,30,e1800613),研究人員系統(tǒng)地研究了鹵修飾方法在分子設(shè)計(jì)優(yōu)化中的應(yīng)用,制備了一系列優(yōu)異的有機(jī)光伏材料,在電池器件中取得了效率的不斷提升。
最近,研究人員制備了氯修飾的電子受體材料BTP-4Cl,在電池中取得了十分突出的光伏效率:0.09cm2的小面積電池效率高達(dá)16.5%,1cm2的電池效率依然保持在15.3%,這些結(jié)果均是當(dāng)前領(lǐng)域內(nèi)報(bào)道的最好結(jié)果。
研究結(jié)果表明,相對(duì)于氟代材料(BTP-4F)的電池,基于BTP-4Cl電池性能的提升主要源于其具有較低的非輻射能量損耗。該工作證明了光伏材料分子的設(shè)計(jì)是一種降低非輻射能量損耗的有效途徑,對(duì)OPV效率的進(jìn)一步提升具有重要意義。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
該工作中,研究人員與國(guó)家納米科學(xué)中心研究員魏志祥課題組以及瑞典林雪平大學(xué)教授高峰團(tuán)隊(duì)在形貌和機(jī)理方面開展了密切的合作,相關(guān)工作發(fā)表在近期的《自然-通訊》上(Nat.Commun.2019,10,2515)。
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