(相关资料图)

导读 中国科学院(CAS)青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)的研究人员最近对三元有机太阳能电池(TOSC)的材料进行了调整，并实现了与传统太...

中国科学院(CAS)青岛生物能源与生物过程技术研究所(QIBEBT)的研究人员最近对三元有机太阳能电池(TOSC)的材料进行了调整，并实现了与传统太阳能电池同类产品相当的效率。

研究结果于7月31日发表在《先进材料》杂志上。

有机光伏太阳能电池(OSC)是一种使用有机材料(通常由小分子或聚合物组成)将阳光转化为电能的太阳能电池，这与使用晶体硅或其他无机材料的传统无机太阳能电池不同。

OSC 的主要优势之一是其灵活性和重量轻。它们可以使用基于解决方案的工艺(例如喷墨印刷)以柔性卷筒而非刚性面板的形式廉价制造，从而适用于传感器、便携式充电器或可穿戴电子产品等多种应用。OSC 还可以设计为半透明或各种颜色，从而与建筑物、窗户或其他结构融为一体。

然而，OSC 的功率转换效率 (PCE) 低于无机太阳能电池。TOSC在一定程度上改变了这种情况。与由供体材料和受体材料组成的传统二元有机太阳能电池不同，TOSC 包含额外的第三种成分，通常称为“客体”。引入该客体组件是为了优化太阳能电池运行的各个方面，从调整电池的内部能量流到改进电池将光转换为电能的方式。

对于 PCE 增益特别令人感兴趣的是，客体成分还可以拓宽可吸收的光谱。通过选择吸收供体或受体未覆盖范围内的光的客体材料，可以增加电池的总体太阳光吸收。同时，可以很好地调节共混膜的形态，其中激子解离、电荷产生和传输进行。

鉴于客体组件可以发挥许多不同的功能，其在太阳能电池“三明治”或矩阵中的特定位置可以从根本上改变性能。该研究的合著者李永海说：“根据其位置，客体组件要么可以闪电般地快速传输能量，要么有助于捕获更多的阳光。”

研究人员认为他们已经取得了相当大的实验成功，但这些成果的驱动力在理论上仍然不太清楚。展望未来，研究人员希望更好地阐明这些潜在机制。

关键词：