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  將具有不同吸收光譜和分子能級特性的光伏材料合理地組合起來，制備疊層電池，可以充分利用太陽光子，是一種有效提高電池能量轉化效率(PCE)的方法。然而，相比于單結電池來說，疊層電池中涉及的光活性層和電極修飾層材料種類繁多、且器件結構復雜加工難度大，實現高效率的疊層有機太陽能電池的制備仍然面臨較大的挑戰。

  日前，中國科學院化學研究所侯劍輝課題組在《高分子學報》2018年第2期“光電高分子”專輯中發表的論文通過對疊層電池中子電池光譜響應范圍的選擇和調制，在有機太陽能電池方面取得重要進展。

  這個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個子電池呈現出非常優異的光譜互補性。與此同時，這2個子電池高的外量子效率也促使疊層電池實現了對300 ~ 1000 nm范圍內太陽發射光譜的充分利用。此外，在這個疊層電池中，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。鑒于這些優異的性能，該疊層器件兼具了高短路電流密度(JSC)和高開路電壓(VOC)的優勢，分別達到13.3 mA/cm2和1.65 V。進而器件的能量轉化效率達到了14.9%，這一結果是目前有機光伏領域的世界紀錄。

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

  下載：具有接近15%能量轉換效率的有機太陽能電池