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杨斌教授在新型高效非富勒烯有机太阳能电池研究方面取得重要

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太阳能电池是将太阳能直接转化为电能的可靠技术。如何提高太阳能电池的能量转换效率?最近,我校杨斌教授与劳伦斯伯克利国家实验室的刘毅博士和博博博士合作开发了一种新型的ADA型中间带隙非富勒烯受体材料IDTT。 -T,并且该材料与低带隙PTB7-聚合物供体配对以制备高性能有机太阳能电池。该电池的能量损失仅为0.57eV,开路电压高达1伏,能量转换效率约为10%。

该研究工作发表在美国化学学会的新杂志《ACS Energy Letters》上,标题为“大约10%非富勒烯有机光伏的大型开路电压和低能量损失的分子工程”。杨斌教授是共同第一作者和第二位通讯作者。来自劳伦斯伯克利国家实验室的Bo He博士和刘毅博士分别是这些论文的共同第一作者和第一作者。

受主材料是有机太阳能电池的有源层的主要成分。具有稠环结构的非富勒烯受体材料具有优异的性能,如可调电子能带,合成简单,生产成本低,具有很大的发展潜力。目前,国内外研究人员致力于设计和开发具有良好光电响应特性的窄带隙非富勒烯受体材料。然而,与它们匹配的高效宽带隙有机供体材料的类型非常有限,并且窄带隙是有限的。散装材料的LUMO能级低,这不利于太阳能电池的开路电压的增加。

杨斌教授等人用弱吸电子基团二乙基硫代巴比妥酸取代了强吸电子基团氰基芴酮,得到了比常规非富勒烯受体材料ITIC具有更高LUMO能级的新型ADA。中间带隙非富勒烯受体材料IDTT-T的类型,该材料与低带隙PTB7-聚合物供体配对,以制备高性能有机太阳能电池。这项工作表明,采用中间带隙非富勒烯受体材料和窄带隙供体材料相结合的新设计理念,可以同时实现有机太阳能电池的高开路电压和高能量转换效率。

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