中國儲能網(wǎng)訊：2014年伊始，北京大學工學院占肖衛(wèi)教授課題組在有機高分子太陽能電池材料和器件方向取得一系列重要研究進展，在材料和能源領(lǐng)域著名期刊(影響因子大于10)上發(fā)表了5篇論文，一篇被選為外封面，一篇被Wiley網(wǎng)站作為亮點報道。
太陽能是人類最安全、最綠色、最理想的可再生潔凈能源。有機高分子太陽電池利用有機高分子材料制備器件以實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，可通過溶液加工技術(shù)制成柔性的大面積器件，具有重量輕、低成本、便攜等優(yōu)點。有機高分子太陽電池是國際前沿交叉研究領(lǐng)域，具有廣闊應用前景。
有機太陽能電池活性層結(jié)構(gòu)主要有本體異質(zhì)結(jié)和平面異質(zhì)結(jié)兩種。相對于本體異質(zhì)結(jié)電池，平面異質(zhì)結(jié)電池效率較低，且常常需要真空蒸鍍活性層，溶液法制備高效率平面異質(zhì)結(jié)器件鮮有報道。占肖衛(wèi)課題組設(shè)計合成了具有選擇溶解性的有機小分子光伏材料，利用溶液法層層加工得到了性能優(yōu)異的太陽能電池，其填充因子高達0.75，是有機小分子太陽能電池的最高值。該工作發(fā)表在Adv. Energy Mater.(2014, 4, 1300626)，被Wiley網(wǎng)站Materials Views China作為亮點報道。他們還利用溶液法層層加工窄帶隙高分子給體/富勒烯PC61BM受體太陽能電池，效率高達7.13%，是雙層異質(zhì)結(jié)高分子電池的最高值(Adv. Energy Mater., 2014, DOI:10.1002/aenm.201301349)。他們在窄帶隙高分子給體/富勒烯PC71BM受體太陽能電池中加入富勒烯ICBA以調(diào)控能級結(jié)構(gòu)和形貌，從而把電池效率提高到8.24%，這是三組分本體異質(zhì)結(jié)高分子太陽能電池的最高值(Energy Environ. Sci., 2014, DOI:10.1039/C3EE44202K)。
有機光伏材料可分為電子給體和電子受體，富勒烯衍生物已成為最廣泛使用、最成功的電子受體。由于富勒烯受體存在可見區(qū)吸收弱等缺點，非富勒烯受體越來越受到人們的關(guān)注。然而非富勒烯電池的效率大大低于富勒烯電池，發(fā)展高性能的非富勒烯受體是有機太陽能電池領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性難題。占肖衛(wèi)課題組利用他們創(chuàng)造的苝酰亞胺高分子受體與窄帶隙高分子給體共混，制備了高性能的全高分子太陽能電池，效率高達3.45%，是全高分子電池的最高效率之一。他們的論文(Energy Environ. Sci., 2014, 7, 1351-1356)被選為外封面。他們還設(shè)計合成了三維共軛苝酰亞胺大分子受體，基于此非富勒烯受體的電池效率達3.32%，是非富勒烯電池的最高效率之一(Adv. Mater., 2014, DOI: 10.1002/adma.201400525)。
這5篇論文第一作者分別為占肖衛(wèi)課題組的博士生林禹澤和程沛。本研究得到科技部973項目、國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金委國際合作項目和中國科學院的資助。
