【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】有機光伏電池(OPV)具有重量輕、制作工藝簡單、可通過低成本的印刷工藝制備大面積柔性器件等突出優(yōu)點，表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。隨著光伏效率的大幅提升，OPV領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展到由實驗室向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵階段。如何進一步推進光伏效率的提升，同時有針對性地解決大面積制備中面臨的關(guān)鍵問題是目前研究的重點。
在北京分子科學國家研究中心、國家自然科學基金委、科技部的支持下，中國科學院化學研究所高分子物理與化學實驗室侯劍輝團隊圍繞大面積OPV電池關(guān)鍵材料和器件制備開展了系列研究。針對大面積加工工藝，研究了活性層和界面層(Adv. Mater. 2018, 30,1704837; Adv. Mater. 2019, 31; 1903441; Joule 2019, 3, 1)的涂布加工方法對光伏性能的影響，采用涂布印刷方式制備的電池取得了優(yōu)異的光伏效率(Adv. Mater. 2019, 31, 1808356)。
近期，該團隊基于聚合物給體材料PBDB-T-2Cl和新型非富勒烯受體Y6組合，在300 nm活性層厚度的電池中獲得了14.3%的光伏效率(Sci. China Chem. 2020, 63, 21)，證明該體系具有良好的膜厚耐受性，這對大面積涂布加工非常有利。通過對受體材料進行進一步端基修飾和烷基鏈優(yōu)化，研究人員制備了具有較低能量損失和良好加工性能的BTP-4Cl-12；基于該材料，團隊采用旋涂法制備的小面積(0.09 cm2)電池實現(xiàn)了高達17%的光伏效率。使用刮刀涂布法制備的1 cm2電池仍然能夠保持15.5%的PCE，是同等較大面積OPV電池取得的高結(jié)果，初步證明了這類高效率材料體系的應(yīng)用潛力。相關(guān)研究工作發(fā)表在近期的National Science Review上，通訊作者是姚惠峰，第一作者是崔勇。
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