有機太陽能電池材料獲突破

【摘要】中科院長春應用化學研究所承擔的新型高效有機太陽電池研究項目，日前通過了由中科院前沿科學與教育局組織的專家驗收。專家組認為，該項目在高性能光伏聚合物的設計合成、新型受體和界面材料的合成以及高效光敏薄膜與大面積器件制備技術等方面取得重要進展，為批量化生產奠定了基礎。

    中科院長春應用化學研究所承擔的新型高效有機太陽電池研究項目，日前通過了由中科院前沿科學與教育局組織的專家驗收。專家組認為，該項目在高性能光伏聚合物的設計合成、新型受體和界面材料的合成以及高效光敏薄膜與大面積器件制備技術等方面取得重要進展，為批量化生產奠定了基礎。

　　長春應化所與中科院化學研究所、中科院青島生物能源與過程研究所圍繞國家重大需求，在中國科學院知識創(chuàng)新工程重要方向項目支持下，于2010年5月共同開展了新型高效有機太陽電池的項目攻關。經過近4年的不懈努力，他們合成出了多種具有強和寬吸收、高空穴遷移率（最高達1.1×10-2cm2/V/s）的新型聚合物給體光伏材料，基于該材料的實驗室小面積（0.04~0.1cm2）光伏器件在模擬太陽光下能量轉化效率最高可達8.79%；設計合成了多種具有不同官能基團和加成位置的富勒烯衍生物，和若干種聚合物型、小分子型和金屬氧化物型界面材料，并在器件中獲得應用；突破電池尺寸放大時效率下降太快的問題，實現(xiàn)了電池尺寸和長寬比的控制，通過對電子墨水和器件光敏層后處理工藝的進一步優(yōu)化，獲得了單塊面積10.2cm2，轉化效率達到4.14%的單節(jié)電池，由此制備的面積為46.9cm2的電池模組轉化效率達3.12%，為更大面積的模組制備鋪平了道路。

　　該項目申請中國發(fā)明專利16項，授權8項，發(fā)表SCI收入論文106篇，并培養(yǎng)和建立了一支在該領域具有核心競爭力的優(yōu)秀隊伍。

　　據(jù)了解，新型高性能有機太陽能電池因重量輕、柔性好、可濕法加工、易于大面積化而廣受關注。其中，設計合成新型共軛聚合物材料和優(yōu)化光敏層形貌是提高器件性能的重要途徑。小面積電池器件通常采用旋涂工藝制備，然而這種工藝無法制備大面積電池模塊及模組，研發(fā)適合大面積生產的溶液制備工藝十分必要。