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目前，不可再生化石燃料的大量使用造成的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，綠色環(huán)保的太陽(yáng)能電池技術(shù)隨之得到廣泛重視。其中，有機(jī)太陽(yáng)能電池具有柔性、半透明、易于大面積制備和色彩絢爛等優(yōu)點(diǎn)，在滿(mǎn)足人們電力需求的同時(shí)，更能帶來(lái)愉快的視覺(jué)享受，在便攜式電子產(chǎn)品、光伏建筑等領(lǐng)域具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛力，已成為當(dāng)前新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
圖1.（a）ITCN, IT-M和PBDB-T的吸收光譜圖，（b）ITCN/IT-M/PBDB-T光活性層體系的能級(jí)和電荷躍遷示意圖
中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葛子義領(lǐng)導(dǎo)的有機(jī)光電材料與器件研究團(tuán)隊(duì)，在有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域取得系列進(jìn)展。繼2015年研發(fā)可濕法加工的低價(jià)非共軛小分子電解質(zhì)，用作陰極界面層，突破單結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池10%的效率瓶頸后，在有機(jī)太陽(yáng)能電池界面調(diào)控方面繼續(xù)開(kāi)展深入、系統(tǒng)的研究工作，開(kāi)發(fā)系列新型的非共軛界面材料、超支化聚合物界面材料和低價(jià)環(huán)保的界面材料等。
近日，該研究團(tuán)隊(duì)在高效率非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池方面取得進(jìn)展，設(shè)計(jì)合成一種新型多元環(huán)骨架的小分子受體材料ITCN，與非富勒烯活性層體系具有很好的能級(jí)匹配和吸收光譜互補(bǔ)，獲得單結(jié)三元非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)電池12.16%的能量轉(zhuǎn)換效率。相關(guān)研究成果以Ternary Nonfullerene Polymer Solar Cells with 12.16% Efficiency by Introducing One Acceptor with Cascading Energy Level and Complementary Absorption為題，發(fā)表在Advanced Materials上，并申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利。
研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、浙江省杰出青年基金、寧波市科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、中科院交叉創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目和中科院重點(diǎn)國(guó)際合作項(xiàng)目等的資助。
論文鏈接
圖1.（a）ITCN, IT-M和PBDB-T的吸收光譜圖，（b）ITCN/IT-M/PBDB-T光活性層體系的能級(jí)和電荷躍遷示意圖
圖2.ITCN/IT-M/PBDB-T三元非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池效率曲線(xiàn)
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