面向應用的高效有機太陽能電池關鍵材料與器件制備研究
作為一種新的太陽能電池電池技術,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點;在應用方面,可與當前基于硅等的無機太陽能電池形成優勢互補。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境友好的優點,在使用過程中以及使用后處理方面不會產生重金屬污染,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、成本和穩定性是所以太陽能電池能否應用的關鍵要素。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獲得超過 1515%的效率,是有機太陽能電池領域世界最高效率;成本方面,OPV具有巨大優勢,有機材料分子結構多樣性,成本低廉;壽命方面,因成本低廉,產業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化應用,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。 本項目圍繞有機太陽能電池的關鍵材料開展系統研究,1)提出了新的材料設計理念,發展了系列具有獨立自主知識產權的活性層材料;2)發展了成熟的高效率有機太陽能電池制備工藝技術,制備了系列高效率有機太陽能電池光伏器件,不斷刷新領域內最高太陽能電池光電轉化效率;3)制備了低成本、可溶液印刷柔性的透明電極,應用于有機太陽能電池,獲得了與目前常規透明電極,如 ITO,完全相當性能。
南開大學
2021-02-01