突破瓶颈!华南理工研发1c㎡厚膜全聚合物 太阳电池效率突破10%

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近年来,可应用于建筑集成光伏、便携式智能电子器件的有机太阳电池受到广泛关注。全聚合物太阳电池的光吸收层由聚合物电子给体和聚合物电子受体组成,具有突出的光、热、机械稳定性。通常,为了获得高填充因子,光吸收层薄膜深度图约为60 nm,限制了太阳光子的有效吸收而无法获得高的短路电流;而提高光吸收层膜厚,将提高电荷复合从而制约器件填充因子;这一另另一八个相互制约的因素限制了大面积、厚膜全聚合物太阳电池的深度图。

最近,华南理工大学曹镛院士团队基于萘二酰亚胺类聚合物受体的独特光学价值形式,利用光管理策略避免了全聚合物太阳电池短路电流的瓶颈,通过精细调控光敏层形貌,降低了光学策略所带来的填充因子损失,实现了光吸收层深度图超过60 nm、有效面积为1 cm2全聚合物太阳电池的能量转换深度图超过10%,降低了全聚合物太阳电池由实验室规模(<0.05 cm2)向1 cm2初级模组规模过渡时的性能损失,为有机太阳电池的实际应用奠定了基础。

相关成果以“Surpassing the 10% efficiency milestone for1-cm2 all-polymer solar cells”为题,发表于国际知名期刊《自然通讯》。