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項目成果/簡介:作為一種新的太陽能電池電池技術(shù)，有機太陽能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優(yōu)點；在應(yīng)用方面，可與當前基于硅等的無機太陽能電池形成優(yōu)勢互補。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽能電池相比，有機太陽能電池還具有環(huán)境友好的優(yōu)點，在使用過程中以及使用后處理方面不會產(chǎn)生重金屬污染，其所使用的少量有機材料都是可降解的有機染料類化合物。效率、成本和穩(wěn)定性是所以太陽能電池能否應(yīng)用的關(guān)鍵要素。有機太陽能的效率目前和其它最好的太陽能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實驗室已經(jīng)獲得超過 1515%的效率，是有機太陽能電池領(lǐng)域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優(yōu)勢，有機材料分子結(jié)構(gòu)多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產(chǎn)業(yè)界對有機太陽能電池壽命的要求不如無機太陽能電池，10 年左右的壽命可以完全滿足商業(yè)化應(yīng)用，已有研究表明，OPV 壽命達到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會很快實現(xiàn)。 本項目圍繞有機太陽能電池的關(guān)鍵材料開展系統(tǒng)研究，1）提出了新的材料設(shè)計理念，發(fā)展了系列具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的活性層材料；2）發(fā)展了成熟的高效率有機太陽能電池制備工藝技術(shù)，制備了系列高效率有機太陽能電池光伏器件，不斷刷新領(lǐng)域內(nèi)最高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應(yīng)用于有機太陽能電池，獲得了與目前常規(guī)透明電極，如 ITO，完全相當性能。應(yīng)用范圍:目前有機太陽能電池正處在從實驗室走向?qū)嶋H應(yīng)用的黎明階段，因其優(yōu)點和特點，在可穿戴設(shè)備、建筑一體化等領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生巨大的需求市場。當前國內(nèi)外多家實驗室已開展完全面向?qū)嶋H應(yīng)用的研究開發(fā)，隨著研究的不斷深入，有機太陽能電池的商品化生產(chǎn)應(yīng)用將會很快實現(xiàn)。效益分析:1. 具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高效有機太陽能電池活性層材料，且合成簡單，成本低； 2. 具有成熟的高效有機太陽能電池制備工藝； 3. 具有自主知識產(chǎn)權(quán)的低成本、高性能柔性透明電極，不僅完全適用有機太陽能電池，亦可廣泛應(yīng)用了其它相關(guān)領(lǐng)域。

作為一種新的太陽能電池電池技術(shù)，有機太陽能電池具有低成本、柔性、半透明、可大面積溶液印刷等優(yōu)點；在應(yīng)用方面，可與當前基于硅等的無機太陽能電池形成優(yōu)勢互補。特別指出的是，與鈣鈦礦太陽能電池相比，有機太陽能電池還具有環(huán)境友好的優(yōu)點，在使用過程中以及使用后處理方面不會產(chǎn)生重金屬污染，其所使用的少量有機材料都是可降解的有機染料類化合物。效率、成本和穩(wěn)定性是所以太陽能電池能否應(yīng)用的關(guān)鍵要素。有機太陽能的效率目前和其它最好的太陽能電池之間的差距正在迅速縮小，目前我們實驗室已經(jīng)獲得超過 1515%的效率，是有機太陽能電池領(lǐng)域世界最高效率；成本方面，OPV具有巨大優(yōu)勢，有機材料分子結(jié)構(gòu)多樣性，成本低廉；壽命方面，因成本低廉，產(chǎn)業(yè)界對有機太陽能電池壽命的要求不如無機太陽能電池，10 年左右的壽命可以完全滿足商業(yè)化應(yīng)用，已有研究表明，OPV 壽命達到 5-7 年沒有問題，隨著研究深入，提高的 10 年以上會很快實現(xiàn)。 本項目圍繞有機太陽能電池的關(guān)鍵材料開展系統(tǒng)研究，1）提出了新的材料設(shè)計理念，發(fā)展了系列具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的活性層材料；2）發(fā)展了成熟的高效率有機太陽能電池制備工藝技術(shù)，制備了系列高效率有機太陽能電池光伏器件，不斷刷新領(lǐng)域內(nèi)最高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率；3）制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極，應(yīng)用于有機太陽能電池，獲得了與目前常規(guī)透明電極，如 ITO，完全相當性能。

工作首次將分子內(nèi)硫???氧非共價鍵(S???O)作用引入到高分子受體中，提出了構(gòu)建高性能高分子受體的新策略。該工作為調(diào)節(jié)全高分子有機太陽能電池光敏層形貌提供了新的思路和更為簡單的方法，為發(fā)展高效、穩(wěn)定的全高分子電池提供了材料和理論基礎(chǔ)。

碳納米管海綿材料具有輕質(zhì)、柔性、抗腐蝕、耐高溫等特點。微觀上具有三維多孔結(jié)構(gòu)，能夠承受大應(yīng)變的反復(fù)壓縮而不坍塌，同時，碳納米管互相搭接形成高導電的三維網(wǎng)絡(luò)。這種綜合的優(yōu)良力學和電學性能使得碳納米管海綿在功能復(fù)合材料、吸附過濾等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，隨著社會對清潔、可再生能源的日趨重視，各種能量轉(zhuǎn)換和存儲器件的研究如火如荼。

碳納米管海綿材料具有輕質(zhì)、柔性、抗腐蝕、耐高溫等特點。微觀上具有三維多孔結(jié)構(gòu)，能夠承受大應(yīng)變的反復(fù)壓縮而不坍塌，同時，碳納米管互相搭接形成高導電的三維網(wǎng)絡(luò)。這種綜合的優(yōu)良力學和電學性能使得碳納米管海綿在功能復(fù)合材料、吸附過濾等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來，隨著社會對清潔、可再生能源的日趨重視，各種能量轉(zhuǎn)換和存儲器件的研究如火如荼。

280mm×160mm×120mm，采用拼接式，由太陽能電池、小電機（帶風扇）、蜂鳴器、發(fā)光二極管、連接線、底板組成。探究太陽能的利用。

太陽能光伏發(fā)電及太陽能熱水器是目前太陽能利用最為成熟和廣泛的兩個技術(shù)領(lǐng)域，但是由于其產(chǎn)能形式單一，最終嚴重制約了其進一步的技術(shù)發(fā)展和市場推廣前景。 其中太陽能光伏發(fā)電存在光電轉(zhuǎn)化效率低（由于溫度效應(yīng)，晶硅型光伏發(fā)電系統(tǒng)綜合光電轉(zhuǎn)化效率只能達到12%-13%），光伏組件成本高，導致其成本回收期長。同時光伏電池生產(chǎn)也存在高能耗高污染的問題。 如何提高單位面積光伏電池的發(fā)電量，減少電池用量是降低系統(tǒng)成本提高發(fā)電收益的重要手段。通過聚光可以有效提高光伏電池片表面的太陽能能流密度，并大大增加光伏電池的光電輸出功率，成倍減少電池片用量（用量為傳統(tǒng)技術(shù)的1/4），間接降低了光伏電池生產(chǎn)的總能耗和總污染，但是提高電池表面太陽能能流密度的同時，電池的溫度也急劇升高，嚴重影響電池的電輸出性能和使用壽命，只有通過水冷的方式來降低電池溫度，這就形成了該技術(shù)手段的另一種產(chǎn)能形式，太陽能熱水。即太陽能熱電聯(lián)供。

南方科技大學化學系副教授何鳳課題組在能源領(lǐng)域頂級期刊Joule發(fā)表最新研究成果，介紹了團隊合成的一種定位三氟甲基取代的高效有機太陽能電池受體材料，該材料可通過H/J聚集的協(xié)同作用形成具有更多電子跳躍傳輸結(jié)點的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可極大改善電荷在分子間的傳輸，大幅提高器件性能。在該研究中，團隊成功地將三氟甲基引入到稠環(huán)電子受體中，得到了超窄帶隙受體BTIC-CF3–γ，并將其應(yīng)用于太陽能電子器件中，極大地提高了器件的能量轉(zhuǎn)換效率，充分體現(xiàn)出光譜紅移和超窄帶隙的優(yōu)勢，在多元體系、半透明器件和疊層器件應(yīng)用方面展示出非常有潛力的前景。更重要的是，BTIC-CF3–γ的單晶結(jié)構(gòu)有助于研究人員從分子層面理解這類分子的堆積形式以及分子間相互作用，也為進一步設(shè)計新的高性能材料提供了有利的依據(jù)和指導。