有機太陽電池成為太陽電池研究領域的重要發展方向

    鋰電世界  7月20日，國際學術期刊Nature Photonics以Efficient polymer solar cells employing a non-conjugated small-molecule electrolyte為題，報道了中國科學院寧波材料技術與工程研究所葛子義領導的有機光電材料與器件團隊在有機太陽電池領域取得的重要研究進展（Nature Photonics, Year published：2015, 9, 520–524. DOI: doi:10.1038/nphoton.2015.126）。

　　有機太陽電池因其質輕、價廉、易于大面積制備成柔性電池等優點，在便攜式電子設備、光伏建筑一體化和軍事等領域具有巨大的應用潛力，成為太陽電池研究領域的重要發展方向。目前制約有機太陽電池商業化應用的主要因素是效率和穩定性兩大難題。對于有機光伏器件而言，界面修飾層起著極為重要的作用，不僅可以優化活性層吸收和調節其光場分布，而且能夠調節電極的電荷收集勢壘，實現光生載流子的有效傳輸，是提高有機太陽電池效率和穩定性的有效手段之一。

　　有機光電材料與器件研究團隊合成了一種制備工藝簡單、價格低廉、可用醇類溶劑濕法加工的有機非共軛小分子作為有機太陽電池的陰極界面，代替傳統需要蒸鍍的Ca、Mg、LiF或結構復雜的有機共軛類聚合物等界面材料，用于電池的界面調控。團隊成員利用這類材料對有機太陽電池器件界面和結構進行優化，把單結正型聚合物太陽電池的光電轉換效率提高至10.02%，突破了單結有機太陽電池10%的效率瓶頸，同目前廣泛使用的Ca/Al電極相比，電池的光電轉換效率提高了近25%。相關結果經過國家光伏質檢中心的認證，是公開認證最高效率的單結有機太陽電池之一，得到了Nature Photonics審稿人的高度評價，認為該研究成果“對于聚合物太陽電池有非常重要的貢獻”，在有機太陽電池低成本、大面積化制備方面有重要的應用潛力。

　　上述工作得到國家自然科學基金（51273209，5141140244），中科院國際合作項目（GJHZ1219），寧波市國際合作項目（2012D10009, 2013D10013）的資助。