欢迎来到化学加!萃聚英才,共享化学!化学加,加您更精彩!客服热线:186-7688-2001

Angew:华南理工大学段春晖教授课题组在有机光伏领域取得新进展

来源:华南理工大学      2025-03-16
导读:近期,华南理工大学材料科学与工程学院段春晖教授课题组在“有机太阳能电池给体材料”研究领域取得新进展,相关研究成果以“A Structurally Simple Polymer Donor Enables High-Efficiency Organic Solar Cells with Minimal Energy Losses”为题发表在化学的Top期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上。

有机太阳电池凭借其质轻、柔性、半透明性、溶液加工性等优势,被视为一种极具潜力的光伏技术。然而,相较于硅基和钙钛矿太阳电池,有机太阳电池的能量转换效率仍显不足,这主要归因于其较低的开路电压与较高的能量损失。为了提升有机太阳电池的开路电压并降低能量损失,研究者们常采用两种策略:一是开发具有较深最高已占据分子轨道(HOMO)能级的聚合物给体,这通常通过引入稠环缺电子砌块或卤化取代基来实现;二是通过添加额外的客体电子受体构建三元或四元共混物体系。尽管如此,这些策略的实施面临着高生产成本与复杂材料选择的挑战,严重制约了有机太阳能电池的大规模生产应用。因此,探索采用结构简单、易于合成的材料以及简便的器件制造工艺,以进一步突破能量损失的极限,对于实现有机太阳电池效率的突破具有至关重要的意义。

微信截图_20250320175901.png

近日,华南理工大学段春晖教授团队报道了一种结构简单的非卤化聚合物给体PBDCT。通过引入具有强吸电子能力的构筑砌块(3,4-二氰基噻吩,DCT),PBDCT的HOMO能级显著降低,有效抑制了有机太阳电池的辐射和非辐射复合能量损失。通过对烷基链的优化设计,有效提高了聚合物的结晶度并降低其能量无序性,进而促进了激子的高效解离。此外,PBDCT聚集特性的改善,诱导共混体系形成了双连续结晶纤维网络结构,极大地增强了激子的扩散效率和电荷的传输能力。最终,基于PBDCT: eC9的二元器件展现出19.84%的能量转换效率和极低的能量损失(0.476 eV),刷新了基于非卤化聚合物给体OSC的效率纪录。    

A Structurally Simple Polymer Donor Enables High-Efficiency Organic Solar Cells with Minimal Energy Losses, Qiuju Jiang, Xiyue Yuan,* Yao Li, Yongmin Luo, Jiayuan Zhu, Feixiang Zhao, Yue Zhang, Wenkui Wei, Haozhe Feng, Hongxiang Li, Jiaying Wu,* Zaifei Ma, Zheng Tang, Fei Huang, Yong Cao, and Chunhui Duan*, Angew. Chem. Int. Ed. 2025. DOI: 10.1002/anie.202416883.


声明:化学加刊发或者转载此文只是出于传递、分享更多信息之目的,并不意味认同其观点或证实其描述。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请作者持权属证明与本网联系,我们将及时更正、删除,谢谢。 电话:18676881059,邮箱:gongjian@huaxuejia.cn