新紀(jì)錄：單結(jié)有機(jī)太陽能電池的效率超過16%

有機(jī)太陽能電池作為一種極具發(fā)展前景的可再生能源技術(shù)，受到了工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。

促進(jìn)OSCs的實(shí)際應(yīng)用面臨的主要挑戰(zhàn)之一是，與無機(jī)硅、CIGS或鈣鈦礦太陽能電池等對應(yīng)的光伏技術(shù)相比，OSCs的轉(zhuǎn)換效率較低。

體積異質(zhì)結(jié)OSCs的光伏性能由開路電壓、短路電流密度和填充系數(shù)決定。最優(yōu)的性能要求在光收集層中有一對最先進(jìn)的電子給體和電子受體，它們應(yīng)該具有互補(bǔ)的吸收特性、良好的混溶性和適當(dāng)?shù)那把胤肿榆壍滥芗墶?/p>

具體地說，對于電子給體材料，由于有利于開路電壓的形成，最深層的最高占據(jù)分子軌道(HOMO)能級受到了廣泛的重視;然而，當(dāng)與淺HOMO水平的受體配對時，它可能會對電荷轉(zhuǎn)移產(chǎn)生負(fù)面影響。

最近，華南理工大學(xué)的YongCaos教授團(tuán)隊(duì)展示了一個前所未有的單結(jié)OSCs，其轉(zhuǎn)換效率超過了16%。

這一顯著的光伏性能是基于自制的寬帶隙聚合物P2F-EHp，該聚合物具有合適的HOMO能級，并能與新近出現(xiàn)的非富勒烯受體形成互補(bǔ)的吸收輪廓和體積異質(zhì)結(jié)光活性層的最佳形態(tài)。

特別是這種具有亞胺官能化苯并三唑(TzBI)單元的供電子聚合物，可廣泛用于各種類型的電子受體的匹配，為構(gòu)建高性能的OSCs提供了廣闊的前景。