太阳能电池是一种取之不尽用之不竭的清洁能源,在太空中,太阳能电池需要耐受高温环境(100-200℃)。已有的太阳能电池适合在室温或低于80 oC下工作,不适合在高温环境下工作。例如,硅太阳能电池在高温下效率衰减严重,钙钛矿太阳能电池的光活性材料在高温下不稳定,而有机太阳能电池的光活性层在高温下形貌稳定性差,限制了已有的太阳能电池在高温环境下工作的稳定性。

中科院长春应化所刘俊团队:开发出可高温工作的有机太阳能电池

近期,中国科学院长春应用化学研究所刘俊团队发展出可在150℃下工作的有机太阳能电池,为在极限条件下工作的光伏技术开拓出新方向。有机太阳能电池具有柔性、重量轻的优点,一般的有机太阳能电池都是将高分子给体材料和小分子受体材料的共混物作为活性层。在前期工作中,刘俊课题组发展出基于小分子给体材料和高分子受体材料的有机太阳能电池,并发现这类有机太阳能电池热稳定性十分优异(Nat.Commun., 2019, 10, 3271)。最近,他们发展出新型有机小分子给体材料和硼氮配位键高分子受体材料,

两个材料自身都具有非常好的相态稳定性,在20-220oC范围内没有任何相转变。将这两个材料共混作为光活性层,得到的有机太阳能电池能量转换效率达到9.5%,是目前小分子给体/高分子受体型有机太阳能电池效率的最高值。更重要的是,该电池在150oC下连续工作72小时,仍能维持初始效率的84%,在高温下表现出优异的稳定性

以上研究成果近期发表在《Journal of Materials Chemistry A 》上。论文第一作者为中科院长春应化所博士生苗俊辉,中科院长春应化所的刘俊研究员和孟彬副研究员为论文的共同通讯作者。

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