侯剑辉课题组制备出光伏功率超越20％的高功率叠层有机光伏电池

作为一种具有重要使用潜力的新式光伏技能，有机光伏电池具有低成本、易于大面积制备的特色，提高有机光伏电池的光电能量转化功率（简称：光伏功率）关于推进范畴开展具有重要意义。因为可愈加高效的使用太阳光，具有串联叠层构型的有机太阳能电池在完成高光伏功率方面具有杰出优势。

在叠层有机光伏电池中，用于衔接前、后子电池的地道结一起承当了透光、电荷搜集、阻挠溶剂等功能，关于叠层光伏电池的光伏功率具有至关重要的影响。因而，构建高性能的地道结是有机光伏电池方向的应战之一。

在国家自然科学基金委、我国科学院和北京分子科学国家研究中心的支持下，化学所高分子物理与化学实验室侯剑辉课题组经过开展新式地道结结构，制备了一系列高功率叠层有机光伏电池。他们经过在地道结中加入超薄金属银，根本消除了地道结内的非欧姆触摸（Adv. Mater. 2015, 27, 1189)；系统研究并优化了地道结、活性层组成对子电池光场散布的影响，并据此制备了挨近20%光伏功率的叠层有机太阳能电池（Adv. Mater. 2021, 2102787)。

最近，该课题组发现在电子束蒸发二氧化钛的过程中，金红石相的二氧化钛可转化为非晶态薄膜，该薄膜不只均匀细密，并且具有较好的耐酸性。因而，聚（3,4-乙烯二氧噻吩）:聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）能够经过溶液法在其外表构成润滑、细密的薄膜。进一步，他们经过准确操控补氧速率，有用调理了沉积物的化学组成、电子能级、相对介电常数和掺杂密度。在最佳条件下，根据e-TiO1.76/PEDOT:PSS地道结的叠层有机太阳能电池的光伏功率超过了20%。该成果得到了我国计量院验证，使有机光伏电池初次跨入20%的光伏功率新阶段。相关研究成果宣布在最近的Joule上（10.1016/j.joule.2021.12.017），论文榜首作者为郑众博士，通讯作者为侯剑辉研究员。

图  使用电子束蒸发法制备的地道结，制备了功率为20.2%的叠层有机太阳能电池