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10月21日，記者從中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所獲悉，該研究所包西昌研究員帶領(lǐng)的先進(jìn)有機(jī)功能材料與器件研究組在前期工作基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用絕緣樹脂調(diào)控有機(jī)太陽能電池研究取得系列進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果分別發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)-能源快報(bào)》《納米能源》。

“以上系列工作揭示了絕緣聚芳醚樹脂材料改善有機(jī)太陽能電池光電性能、光熱穩(wěn)定性及柔韌拉伸性的新機(jī)制，為開發(fā)高效穩(wěn)定有機(jī)太陽能電池提供了新思路。”包西昌說。

記者了解到，有機(jī)太陽能電池(OSCs)具有質(zhì)輕、柔韌、可溶液加工等優(yōu)點(diǎn)，在可穿戴柔性電子、光伏建筑一體化、光伏農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。但有機(jī)太陽能電池的有機(jī)光敏層具有的低介電常數(shù)和內(nèi)置電場導(dǎo)致高激子結(jié)合能和低驅(qū)動(dòng)力，限制了激子的有效解離，使有機(jī)光伏的電流低于同等帶隙的無機(jī)體系。此外，光熱過程會(huì)誘導(dǎo)光敏層的嚴(yán)重自聚集現(xiàn)象，使給受體產(chǎn)生過度相分離而不能形成良好的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步抑制激子解離及輸運(yùn)，導(dǎo)致有機(jī)光伏較差的光熱穩(wěn)定性。因此，如何改善有機(jī)太陽能電池的激子解離效率及光熱穩(wěn)定性已成為高效有機(jī)太陽能電池的重要挑戰(zhàn)之一。
包西昌介紹，針對上述問題，該研究團(tuán)隊(duì)首先利用聚芳醚與光伏給受體材料的溶解性差異，并結(jié)合逐層涂覆方法制備平面異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽能電池，該方法不僅提升了光敏層給受體的分子緊密堆積，而且改善了電荷復(fù)合和電荷提取能力。最終有機(jī)太陽能電池18.6%的高光電轉(zhuǎn)換效率，且絕緣樹脂在光敏層內(nèi)部形成矩陣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低了材料的自聚集，提高了器件光熱穩(wěn)定性。

原標(biāo)題：絕緣樹脂調(diào)控有機(jī)太陽能電池研究獲系列進(jìn)展