基于低聚物受体的稳定高效有机太阳能电池

有机太阳能电池是一种光伏技术，具有由导电有机聚合物或有机分子制成的光吸收层。与非有机解决方案相比，这些太阳能解决方案具有显着优势，包括重量更轻、覆盖面积更大和制造成本更低。

过去几年创造的一些有机太阳能电池实现了超过19%的有前途的功率转换效率。尽管如此，事实证明，制造高效且长期稳定运行的有机电池极具挑战性。

华南理工大学和Friedrich-Alexander-UniversitätErlangen-Nürnberg的研究人员最近开发了新型有机太阳能电池，具有良好的功率转换效率和更高的稳定性。在NatureEnergy的一篇论文中介绍的这些细胞的特征是分子链长度发生了变化，这是通过使用一系列低聚物受体(即由许多可以与电子结合的连接原子组成的分子)实现的。

“许多工作表明，Y系列聚合物受体可以维持其前驱体小分子受体(SMA)的出色光伏性能，并且全聚合物太阳能电池与SMA相比在形态稳定性方面具有很大优势，显示出其巨大的实用潜力应用程序，”进行这项研究的研究人员之一李宁告诉TechXplore。“然而，这些类型的Y系列聚合物受体具有不确定的分子量，并且受到批次间差异的限制。”

为了克服先前报道的Y系列聚合物受体的局限性，Li和他的同事制备了基于低聚物的替代系列受体，低聚物是一类分子由相对较少的原子重复单元或原子团组成的聚合物。随后，他们进行了实验来测试其有效性，同时还研究了分子量与功能的关系以及从SMA到聚合物受体的性质转变。

在这些实验中，研究人员制备的基于低聚物受体的有机太阳能电池实现了15%以上的功率转换效率和超过25,000小时的外推T80寿命。这些价值观证实了该团队创造既稳定又高效的有机细胞战略的承诺。

“我们开发的低聚物受体不仅继承了SMA的适当结晶度，而且还具有与聚合物受体相当的热稳定性，有助于开发兼具高效率和长寿命的太阳能电池，”李解释道。“总的来说，我们提出的寡聚策略可以帮助解决构建稳定高效的OSC的难题，并为分子设计提供创新的见解。”

未来，该研究团队推出的新型有机太阳能电池设计可为开发可大规模有效实施的有机太阳能电池技术铺平道路。李和他的同事们现在将继续致力于他们的设计，以实现更高的效率和稳定性。

“我们现在正计划进一步优化低聚物受体的分子设计，这样我们就可以同时提高OSC的效率和稳定性，”Li补充道。“我们还想降低制备低聚物受体以满足商业生产要求的成本。”