基于低成本聚合物给体材料PTQ10的有机太阳电池效率达到16.53%
苏州大学李永舫院士团队崔超华副教授等以低成本、结构简单的宽带系共轭聚合物PTQ10为给体、窄带隙n-型有机半导体Y6为受体，制备了能量转换效率达到16.53%的单结有机太阳电池。
合理匹配给受体材料以形成宽而强的活性层吸收光谱，合适的给受体能级差，以及良好的纳米尺寸相分离共混膜形貌是有机太阳电池取得高能量转换效率的关键。同时，发展具有简单结构、易制备和低成本的高效光伏材料对于有机太阳能电池的大规模应用非常重要。中科院化学所李永舫院士研究组2018年报道了一种结构简单低成本聚合物给体材料PTQ10，基于PTQ10:IDIC的有机太阳电池取得了12.70%的能量转换效率（Nat. Commun. 2018, 9, 743）。但受限于当时使用的受体IDIC的吸收边只有800 nm，器件的短路电流仅为17.81 mA cm-2，制约了光伏器件的效率。
今年年初，中南大学邹应萍教授报道了一种窄带隙非富勒烯受体材料Y6，其吸收边扩展到931 nm，与聚合物给体PM6共混，器件的能量转换效率达到了15.7%（Joule, 2019, 3, 1-12）。
最近，苏州大学李永舫院士团队的崔超华副教授等将低成本聚合物给体PTQ10与Y6受体共混制备了有机太阳电池器件。与PTQ10:IDIC相比，PTQ10:Y6共混膜的吸收光谱显著地红移了约130 nm，有效地扩宽了电池器件在近红外区域的吸光能力；同时，PTQ10:Y6共混膜还具有更高的荧光淬灭效率，更高效的电荷分离和载流子迁移率，以及更为合适的纳米尺寸相分离形貌，因而器件短路电流提高到了26.65 mA cm-2，能量转换效率达到了16.53%，这是目前报导的单结有机太阳电池的最高效率之一。
该研究成果以“Rationally pairing photoactive materials for high-performance polymer solar cells with efficiency of 16.53%”为题发表在Sci. China Chem. 上。论文第一作者为苏州大学博士研究生吴月，通讯作者为崔超华副教授和李永舫院士。
崔超华 苏州大学材料与化学化工学部副教授，主要从事有机光伏材料的分子设计与器件性能研究。已在包括Energy Environ. Sci., Adv. Mater., Adv. Energy Mater.等期刊发表论文48篇（其中第一/通讯作者论文28篇），5篇论文入选ESI高被引论文，2篇论文分别入选2014年和2015年“中国百篇最具影响国际学术论文”。2015年起担任Materials Horizons社群委员会成员(community board member)。2017年获教育部高校科学研究优秀成果奖(自然科学)二等奖（第三完成人），2018获年江苏省科学技术奖一等奖（第四完成人）。主持国家自然科学基金面上项目、江苏省优秀青年基金等项目。
李永舫 中国科学院化学研究所研究员、苏州大学材料与化学化工学部教授、中国科学院院士，主要从事聚合物太阳电池光伏材料和器件以及导电聚合物电化学等方面的研究，1998年获人事部授予中青年有突出贡献专家称号，1995年和2018年两次获国家自然科学奖二等奖、2005年获北京市科学技术奖一等奖，2013年和2018年两次获北京市科学技术奖二等奖。迄今已发表研究论文700 多篇，被SCI他引4万余次，h-因子101。
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