中國科學(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，在有機(jī)太陽能電池領(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)太陽能電池10%的效率瓶頸后，在有機(jī)太陽能電池界面調(diào)控方面繼續(xù)開展深入、系統(tǒng)的研究工作，開發(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環(huán)保的界面材料等。

 

近日，該研究團(tuán)隊在高效率非富勒烯有機(jī)太陽能電池方面取得進(jìn)展，設(shè)計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，并申請中國發(fā)明專利。

 

研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、浙江省杰出青年基金、寧波市科技創(chuàng)新團(tuán)隊、中科院交叉創(chuàng)新團(tuán)隊、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項目和中科院重點(diǎn)國際合作項目等的資助。

 

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)太陽能電池效率曲線