南開(kāi)大學(xué)有機(jī)太陽(yáng)能電池研究獲新突破 刷新世界文獻(xiàn)記錄

　　原標(biāo)題：南開(kāi)大學(xué)有機(jī)太陽(yáng)能電池研究獲新突破 刷新世界文獻(xiàn)記錄

　　新華社天津8月10日電（張建新 吳軍輝）南開(kāi)大學(xué)陳永勝教授團(tuán)隊(duì)在有機(jī)太陽(yáng)能電池研究領(lǐng)域獲重大突破，他們?cè)O(shè)計(jì)、制備的具有高效、寬光譜吸收特性的疊層有機(jī)太陽(yáng)能電池材料和器件，實(shí)現(xiàn)了17.3%的光電轉(zhuǎn)化效率，刷新了文獻(xiàn)報(bào)道的有機(jī)/高分子太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)化效率的世界紀(jì)錄。

　　這一成果讓有機(jī)太陽(yáng)能電池距離產(chǎn)業(yè)化更近一步。10日，相關(guān)論文在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。

　　有機(jī)太陽(yáng)能電池是解決環(huán)境污染、能源危機(jī)的有效途徑之一，其在質(zhì)輕、柔軟、半透明、可大面積低成本印刷、環(huán)境友好等方面遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池，被認(rèn)為是具有重大產(chǎn)業(yè)前景的新一代綠色能源技術(shù)。然而，如何提高光電轉(zhuǎn)換效率始終困擾著各國(guó)科學(xué)家，也直接決定著有機(jī)太陽(yáng)能電池能否走出實(shí)驗(yàn)室、走進(jìn)人類(lèi)生產(chǎn)生活。

　　近年來(lái)，有機(jī)太陽(yáng)能電池研究迅猛發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了14%-15%的光電轉(zhuǎn)化效率，但仍落后于其他以無(wú)機(jī)材料（如硅）為主的太陽(yáng)能電池。“主要由于有機(jī)高分子材料本身較低的載流子遷移率限制了活性層厚度，因此太陽(yáng)光不能夠獲得有效利用。”陳永勝說(shuō)，疊層太陽(yáng)能電池不僅可以克服上述難題，還可以充分發(fā)揮有機(jī)和高分子材料結(jié)構(gòu)和性質(zhì)優(yōu)良的可調(diào)性特征，通過(guò)疊層電池中前后電池里活性材料互補(bǔ)的光吸收，更有效地利用太陽(yáng)光，從而實(shí)現(xiàn)更高的能量轉(zhuǎn)換效率。

　　陳永勝教授團(tuán)隊(duì)與中科院國(guó)家納米科學(xué)中心丁黎明教授、華南理工大學(xué)葉軒立教授研究團(tuán)隊(duì)合作，利用半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑥睦碚撋项A(yù)測(cè)了有機(jī)太陽(yáng)能電池的最高效率（20%以上）和理想活性層材料的參數(shù)要求。在此基礎(chǔ)上，他們以在可見(jiàn)光區(qū)域和近紅外區(qū)域具有良好互補(bǔ)吸收的兩種材料分別作為前電池和后電池的活性層材料，采用成本低廉與工業(yè)化生產(chǎn)兼容的溶液加工方法，制備了一種高效的有機(jī)太陽(yáng)能器件，獲得了17.3%的驗(yàn)證效率。

　　研究人員介紹，依據(jù)該工作提出的模型和設(shè)計(jì)原理，結(jié)合有機(jī)高分子材料結(jié)構(gòu)的多樣性和可調(diào)性，通過(guò)對(duì)材料和器件的進(jìn)一步優(yōu)化，非常有望獲得和無(wú)機(jī)材料類(lèi)似的能量轉(zhuǎn)化效率，從而為有機(jī)太陽(yáng)能電池的產(chǎn)業(yè)化提供有力技術(shù)支撐。