上海交大劉烽教授團隊 Nat. Commun.: 全聚合物電池效率突破19%并實現(xiàn)廣角度光吸收
2023-08-05 來源：高分子科技
未來光伏建筑/交通一體化下，很難保證光垂直入射，因此實現(xiàn)大接收角的光伏組件是減少光伏組件實際應用中光損失的必經(jīng)之路(如圖1)。全聚合物有著優(yōu)異的穩(wěn)定性，更加適合商業(yè)化應用，然而由于全聚合物電池形貌調控困難，效率相對類y6類小分子受體較低。開發(fā)具有納米級纖維結構集成在微米尺寸表面拓撲結構中的有機光伏薄膜是一種理想的方案。
圖1 表面陷光形貌的優(yōu)勢
近期，上海交通大學劉烽教授團隊以全聚合物體系PM6:PY-IT為基礎，提出了一套形貌順序調控策略（DIB/TA/SVA），將全聚合物形貌調節(jié)難題拆分，逐步優(yōu)化活性層薄膜形貌。順序形貌調控策略的引入，實現(xiàn)納米尺度纖維結晶形貌優(yōu)化，促進了激子到載流子的轉換。更重要的是，在后處理過程中，高濃度的DIB與活性層薄膜由于模量差異，產(chǎn)生的應力釋放導致表面出現(xiàn)島狀陷光結構。納米纖維供體-受體網(wǎng)絡和微米尺度陷光結構的結合使效率達到19.06%(經(jīng)認證為18.59%)，這是迄今為止全聚合物太陽能電池的最高效率。此外，微米尺寸的表面結構也有助于大的光接收角，相比于常規(guī)平面結構器件功率增益提高了30%。
圖2 納米尺度纖維結晶與微米尺度陷光形貌
圖3 微米表面形貌實現(xiàn)廣角度光吸收
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-39832-4
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