工程師發(fā)現(xiàn)高效穩(wěn)定有機太陽能電池的關鍵

香港大學(HKU)機械工程系周振耀教授領導的研究團隊在有機光伏領域取得重大突破。

他們的研究題為“界面供體-受體滲透在高效穩(wěn)定的全聚合物太陽能電池中的作用”，為日常應用中更可持續(xù)和可行的太陽能解決方案鋪平了道路。這一發(fā)現(xiàn)作為專題文章發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

有機光伏 (OPV) 采用經(jīng)濟高效、可印刷且環(huán)保的聚合物半導體，在產(chǎn)生可持續(xù)和可再生能源方面具有巨大潛力。然而，由于聚合物的柔軟性質(zhì)，實現(xiàn)同時具有高效率和長期運行穩(wěn)定性的OPV器件一直是一個長期存在的研究挑戰(zhàn)。

研究小組的工作揭示了如何克服這一挑戰(zhàn)。該團隊將研究重點放在一種名為 Y6 的新型電子接受分子上，這種分子在聚合后，在實現(xiàn)高效穩(wěn)定的 OPV 器件方面顯示出了巨大的前景。

通過使用飛秒激光脈沖研究超快電荷動力學，研究人員首先發(fā)現(xiàn)控制聚合Y6受體(Y6-PA)的聚集程度在促進發(fā)電方面發(fā)揮著至關重要的作用。

研究小組進一步發(fā)現(xiàn)，與同類型的小分子受體相比，Y6-PA與供體聚合物表現(xiàn)出更高的混溶性。這種混溶性允許在異質(zhì)結(jié)界面處形成納米級滲濾網(wǎng)絡，從而防止 Y6-PA 聚集。

這種納米級滲濾不僅提高了電荷產(chǎn)生效率，而且還顯著提高了聚合物共混物形態(tài)的穩(wěn)定性，減少了暴露在太陽照射下時器件性能隨時間的損失。

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