中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：有機(jī)太陽能電池具有成本低、質(zhì)量輕、柔性、半透明等優(yōu)點(diǎn)，并且可以通過溶液旋涂、卷對卷或噴墨打印等方法加工成大面積柔性器件，呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。近年來雖然有機(jī)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率已突破10%，但是具有長時(shí)間穩(wěn)定性的高效率器件仍然鮮有報(bào)道。
在國家杰出青年基金、中國科學(xué)院百人計(jì)劃等項(xiàng)目支持下，中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄭慶東課題組在有機(jī)太陽能電池材料與器件研究中取得了新進(jìn)展。針對有機(jī)光伏器件穩(wěn)定性不高的問題，該團(tuán)隊(duì)通過溶膠凝膠法構(gòu)筑了ZnMgO(ZMO)電子傳輸層材料。利用該類新型三元寬帶隙半導(dǎo)體界面薄膜優(yōu)良的光電性質(zhì)和突出的穩(wěn)定性，成功實(shí)現(xiàn)了兼具高效率和長期穩(wěn)定性的有機(jī)太陽能電池。該研究發(fā)現(xiàn)，基于可控ZMO電子傳輸層的高效率有機(jī)太陽能電池具有突出的器件穩(wěn)定性，其效率在長達(dá)1年后仍保持初始值的84~93%，遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的正置有機(jī)太陽能電池。相較于普遍使用的ZnO界面層，使用ZnMgO電子傳輸層的器件效率從7.89%提升至9.39%，并在一年后器件效率仍高達(dá)8.06%，相關(guān)研究成果近期發(fā)表于《先進(jìn)能源材料》（Adv. Energy Mater. 2015, DOI: 10.1002/aenm.201501493），該研究為低成本、高效率、長壽命有機(jī)太陽能電池的設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用提供了重要思路。
此外，該研究團(tuán)隊(duì)通過便捷的溶液法與低溫成膜工藝引入聚乙二醇（PEG）減少半導(dǎo)體TiOx薄膜的表面缺陷，獲得了光電性能和界面相容性優(yōu)良的有機(jī)—無機(jī)PEG-TiOx復(fù)合界面層。研究發(fā)現(xiàn)它們是一類通用型的陰極界面層材料，可普遍提升各種聚合物太陽能電池的效率和穩(wěn)定性，同時(shí)該類倒置器件效率率先突破9%，該研究作為封面論文發(fā)表在《納米研究》上（Nano Res., 2015, 8, 456–468）。此前，該小組還利用界面工程策略制備了一系列的高性能倒置有機(jī)太陽能電池（Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301404; ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 9015–9025）。
福建物構(gòu)所有機(jī)光伏界面材料與器件研究獲進(jìn)展
