太陽能是人類可利用的最豐富的可再生能源,太陽能電池是將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能,而不會產(chǎn)生二氧化碳排放。有機(jī)光伏(OPV)材料和器件以其溶液處理的低成本、豐富的原材料以及可以制備成柔性和半透明器件等突出優(yōu)點(diǎn),成為新一代太陽能電池的重要研發(fā)對象。在有機(jī)太陽能電池中,將具有互補(bǔ)吸收光譜的兩個本體異質(zhì)結(jié)(BHJ)電池堆疊形成串聯(lián)疊層電池結(jié)構(gòu),可以有效地利用更寬范圍的太陽光譜和減少光子能量的量子損失。這種電池結(jié)構(gòu)已被廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)無機(jī)太陽能電池,考慮到有機(jī)半導(dǎo)體窄吸收峰的獨(dú)特特性,疊層電池會使有機(jī)太陽能電池的性能得到更有效的提升。
最近,中國科學(xué)院化學(xué)研究所有機(jī)固體重點(diǎn)實(shí)驗室李永舫課題組博士孟磊等設(shè)計制備了高效的有機(jī)疊層太陽能電池,獲得隸屬于美國能源部的美國國家可再生能源實(shí)驗室(NREL)的測量與認(rèn)證,測得和認(rèn)證得到能量轉(zhuǎn)化效率為14.2%的有機(jī)疊層太陽能電池效率的迄今為止最高紀(jì)錄,并在NREL最新發(fā)布的Best Research-Cell Efficiencies圖的有機(jī)疊層太陽能電池(Organic tandem cells)效率曲線最高點(diǎn)上標(biāo)注了ICCAS(如下圖所示)。該器件利用非富勒烯受體材料在近紅外區(qū)具有寬而強(qiáng)吸收的特點(diǎn),在保持低的能量損失下確保更充分的太陽光譜吸收,為疊層電池光伏材料的選擇以及器件設(shè)計提供了新的思路。
有機(jī)疊層太陽能電池研究獲進(jìn)展
原標(biāo)題:有機(jī)疊層太陽能電池研究獲進(jìn)展