近日，由南開大學化學學院教授陳永勝領(lǐng)銜的團隊在有機太陽能電池領(lǐng)域研究中取得突破性進展。他們利用寡聚物材料互補吸光策略構(gòu)建出一種具有寬光譜吸收特性的疊層有機太陽能電池器件，實現(xiàn)了12.7%的光電轉(zhuǎn)化效率。據(jù)了解，這也是目前文獻報道過的有機/高分子太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率的最高紀錄。

據(jù)介紹，有機太陽能電池是解決環(huán)境污染、能源危機問題的有效途徑之一，其在成本低、柔性高、工藝簡單、環(huán)境友好等方面都遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)太陽能電池。但是，自1958年第一個有機太陽能電池器件誕生至今，如何提高光電轉(zhuǎn)換效率就始終困擾著各國科學家。這一問題也直接決定著有機太陽能電池能否走出實驗室、走進人類的生出現(xiàn)活。

“作為新興的前沿研究領(lǐng)域，近年來，得益于光活性層材料的設(shè)計開發(fā)和器件結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，有機太陽能電池能量轉(zhuǎn)化效率有了大幅攀升。”陳永勝說，他與他的團隊多年來對有機光伏器件材料篩選和構(gòu)筑工藝進行深入系統(tǒng)研究，開發(fā)了一系列可溶液處理的高效率寡聚物型分子活性層材料，于2015年實現(xiàn)了超過10%的光電轉(zhuǎn)換效率。

考慮到產(chǎn)業(yè)化要求，使用具有不同光譜吸收范圍的活性材料制備疊層光伏器件是進一步提高光電轉(zhuǎn)化效率的有效策略。基于該思路，陳永勝教授團隊與華南理工大學研究團隊等開展合作，采用與工業(yè)化生產(chǎn)兼容的溶液加工方法制備得到高效有機太陽能器件。經(jīng)過工藝優(yōu)化，最終實現(xiàn)了12.7%的驗證效率。

根據(jù)相關(guān)設(shè)計原理，通過材料和器件的進一步優(yōu)化，光電轉(zhuǎn)換效率還有進一步提升的空間，有望達到15%以上。“下一步，我們將重要解決電池壽命問題，進一步提高能量轉(zhuǎn)化效率。相信有機太陽能電池從實驗室真正走向?qū)嶋H應(yīng)用、實現(xiàn)商品化生產(chǎn)的夢想將在不久的將來成為現(xiàn)實。”陳永勝說。