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新型受体材料ITCN:高效率非富勒烯有机太阳能电池

目前,不可再生化石燃料的大量使用所造成的能源危机和环境污染问题日趋严重,绿色环保的太阳能电池技术随之得到了广泛重视。其中,有机太阳能电池具有柔性、半透明、易于大面积制备和色彩绚烂等优点,在满足人们电力需求的同时,更能带来愉快的视觉享受,因而在便携式电子产品、光伏建筑等领域具有很强的应用潜力,已成为当前新能源领域的研究热点。

中科院宁波材料所葛子义研究员领导的有机光电材料与器件研究团队有机太阳能电池领域取得了系列进展。继2015年研发了一种可湿法加工的低价非共轭小分子电解质,用作阴极界面层,突破了单结有机太阳能电池10%的效率瓶颈[1]之后,又在有机太阳能电池界面调控方面继续开展了深入、系统的研究工作,例如开发了系列新型的非共轭界面材料[2],[3]、超支化聚合物界面材料[4]和低价环保的界面材料[5],[6]等。

最近,该研究团队在高效率非富勒烯有机太阳能电池方面取得了重要进展,设计合成了一种新型多元环骨架的小分子受体材料ITCN,与非富勒烯活性层体系具有很好的能级匹配和吸收光谱互补,获得了单结三元非富勒烯有机太阳电池12.16%的能量转换效率。相关研究成果发表在Advanced Materials(Adv. Mater. 2017, 1703005,影响因子IF=19.791)[7],并申请了中国发明专利(CN 201710073869.2)。相关研究工作得到了中科院化学所侯剑辉研究员的支持。

新型受体材料ITCN:高效率非富勒烯有机太阳能电池

1 aITCN, IT-MPBDB-T的吸收光谱图,(bITCN/IT-M/PBDB-T光活性层体系的能级和电荷跃迁示意图

新型受体材料ITCN:高效率非富勒烯有机太阳能电池

2 ITCN/IT-M/PBDB-T三元非富勒烯有机太阳能电池效率曲线

上述研究得到了国家自然科学基金(51773212, 61705240 和21574144),国家重点研发计划(2016YFB0401000),浙江省杰出青年基金(LR16B040002),宁波市科技创新团队(2015B11002,2016B10005),中科院交叉创新团队,中科院前沿科学重点研究项目(QYZDB-SSW-SYS030)和中科院重点国际合作项目(174433KYSB20160065)等资助。

 

文献链接:

[1] http://www.nature.com/articles/nphoton.2015.126

[2] http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ta/c6ta07349b#!divAbstract

[3] http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ta/c5ta10083f#!divAbstract

[4] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/pip.2752/full

[5] http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b07855

[6] http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/ta/c7ta09233d#!divAbstract

[7] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201703005/full

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