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  將具有不同吸收光譜和分子能級(jí)特性的光伏材料合理地組合起來(lái)，制備疊層電池，可以充分利用太陽(yáng)光子，是一種有效提高電池能量轉(zhuǎn)化效率(PCE)的方法。然而，相比于單結(jié)電池來(lái)說(shuō)，疊層電池中涉及的光活性層和電極修飾層材料種類繁多、且器件結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工難度大，實(shí)現(xiàn)高效率的疊層有機(jī)太陽(yáng)能電池的制備仍然面臨較大的挑戰(zhàn)。

  日前，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所侯劍輝課題組在《高分子學(xué)報(bào)》2018年第2期“光電高分子”專輯中發(fā)表的論文通過(guò)對(duì)疊層電池中子電池光譜響應(yīng)范圍的選擇和調(diào)制，在有機(jī)太陽(yáng)能電池方面取得重要進(jìn)展。

  這個(gè)疊層電池選用帶隙為1.24 eV的PTB7-Th:IEICO-4F作為后電池，帶隙為1.59 eV的J52-2F:IT-M作為前電池。基于PTB7-Th:IEICO-4F的子電池吸收主要集中在600 ~ 950 nm，基于J52-2F:IT-M的子電池吸收主要集中在450 ~ 750 nm，這2個(gè)子電池呈現(xiàn)出非常優(yōu)異的光譜互補(bǔ)性。與此同時(shí)，這2個(gè)子電池高的外量子效率也促使疊層電池實(shí)現(xiàn)了對(duì)300 ~ 1000 nm范圍內(nèi)太陽(yáng)發(fā)射光譜的充分利用。此外，在這個(gè)疊層電池中，前、后電池的能量損失均得到了有效的控制，分別為0.64和0.53 eV。鑒于這些優(yōu)異的性能，該疊層器件兼具了高短路電流密度(JSC)和高開(kāi)路電壓(VOC)的優(yōu)勢(shì)，分別達(dá)到13.3 mA/cm2和1.65 V。進(jìn)而器件的能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)到了14.9%，這一結(jié)果是目前有機(jī)光伏領(lǐng)域的世界紀(jì)錄。

  論文鏈接：http://www.gfzxb.org/CN/abstract/abstract14963.shtml

  下載：具有接近15%能量轉(zhuǎn)換效率的有機(jī)太陽(yáng)能電池