高效率长期稳定的有机太阳能电池获新进展

有机太阳能电池作为新一代低成本太阳能发电技术，具有质量轻、柔性、半透明、大面积溶液加工等优势。近年来，随着新型光伏活性材料、界面材料、电极材料和器件工艺的快速发展，有机太阳能电池的能量转换效率已超过10%，表现出良好的应用前景。然而，如何实现兼具高效率和长期稳定性的有机太阳能电池，仍然是有机光伏器件推广过程中需要解决的主要问题之一。

中国科学院福建物质结构研究所郑庆东研究员课题组从界面科学的角度，深入研究了三元宽带隙金属氧化物界面材料与有机太阳能电池性能的构效关系，以及光强影响下的器件性能变化与电荷复合机制，研究发现该类界面材料可以显著提升有机太阳能电池的转换效率和长期稳定性。

高效率长期稳定的有机太阳能电池获新进展

针对传统有机光伏器件稳定性不高的问题，该团队通过溶胶-凝胶法构筑了纳米胶粒/纳米山脊状ZnMgO可控电子传输层材料。利用该类新型三元宽带隙半导体界面薄膜的优良光电性质和突出稳定性，成功实现了兼具高效率和长期稳定性的有机太阳能电池。该研究发现，基于ZnMgO电子传输材料的高效率有机太阳能电池具有显著提高的器件稳定性，其效率在1年后仍保持初始值的~84-93%，远优于传统的正置有机太阳能电池。相较于广泛使用的ZnO界面层，使用ZnMgO电子传输层的器件效率从7.89%提升至9.39%，并在一年后器件效率仍高达8.06%，是目前文献报道的最好结果。该研究为低成本、高效率、长寿命有机光伏器件的设计和实际应用提供了重要思路。

相关研究结果发表在Advanced Energy Materials（DOI: 10.1002/aenm.201501493）上。