中科院長春應化所劉俊團隊:開發出可高溫工作的有機太陽能電池

太陽能電池是一種取之不盡用之不竭的清潔能源,在太空中,太陽能電池需要耐受高溫環境(100-200℃)。已有的太陽能電池適合在室溫或低於80 oC下工作,不適合在高溫環境下工作。例如,矽太陽能電池在高溫下效率衰減嚴重,鈣鈦礦太陽能電池的光活性材料在高溫下不穩定,而有機太陽能電池的光活性層在高溫下形貌穩定性差,限制瞭已有的太陽能電池在高溫環境下工作的穩定性。

中科院長春應化所劉俊團隊:開發出可高溫工作的有機太陽能電池

近期,中國科學院長春應用化學研究所劉俊團隊發展出可在150℃下工作的有機太陽能電池,為在極限條件下工作的光伏技術開拓出新方向。有機太陽能電池具有柔性、重量輕的優點,一般的有機太陽能電池都是將高分子給體材料和小分子受體材料的共混物作為活性層。在前期工作中,劉俊課題組發展出基於小分子給體材料和高分子受體材料的有機太陽能電池,並發現這類有機太陽能電池熱穩定性十分優異(Nat.Commun., 2019, 10, 3271)。最近,他們發展出新型有機小分子給體材料和硼氮配位鍵高分子受體材料,

兩個材料自身都具有非常好的相態穩定性,在20-220oC范圍內沒有任何相轉變。將這兩個材料共混作為光活性層,得到的有機太陽能電池能量轉換效率達到9.5%,是目前小分子給體/高分子受體型有機太陽能電池效率的最高值。更重要的是,該電池在150oC下連續工作72小時仍能維持初始效率的84%,在高溫下表現出優異的穩定性

以上研究成果近期發表在《Journal of Materials Chemistry A 》上。論文第一作者為中科院長春應化所博士生苗俊輝,中科院長春應化所的劉俊研究員和孟彬副研究員為論文的共同通訊作者。

相关新闻