福建物構所有機光伏界面材料與器件研究獲進展

　　有機太陽能電池具有成本低、質量輕、柔性、半透明等優點，并且可以通過溶液旋涂、卷對卷或噴墨打印等方法加工成大面積柔性器件，呈現出廣闊的應用前景。近年來雖然有機太陽能電池的轉換效率已突破10%，但是具有長時間穩定性的高效率器件仍然鮮有報道。

　　在國家杰出青年基金、中國科學院百人計劃等項目支持下，中科院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室鄭慶東課題組在有機太陽能電池材料與器件研究中取得了新進展。針對有機光伏器件穩定性不高的問題，該團隊通過溶膠凝膠法構筑了ZnMgO(ZMO)電子傳輸層材料。利用該類新型三元寬帶隙半導體界面薄膜優良的光電性質和突出的穩定性，成功實現了兼具高效率和長期穩定性的有機太陽能電池。該研究發現，基于可控ZMO電子傳輸層的高效率有機太陽能電池具有突出的器件穩定性，其效率在長達1年后仍保持初始值的84~93%，遠優于傳統的正置有機太陽能電池。相較于普遍使用的ZnO界面層，使用ZnMgO電子傳輸層的器件效率從7.89%提升至9.39%，并在一年后器件效率仍高達8.06%，相關研究成果近期發表于《先進能源材料》（Adv. Energy Mater. 2015, DOI: 10.1002/aenm.201501493），該研究為低成本、高效率、長壽命有機太陽能電池的設計和實際應用提供了重要思路。

　　此外，該研究團隊通過便捷的溶液法與低溫成膜工藝引入聚乙二醇（PEG）減少半導體TiOx薄膜的表面缺陷，獲得了光電性能和界面相容性優良的有機—無機PEG-TiOx復合界面層。研究發現它們是一類通用型的陰極界面層材料，可普遍提升各種聚合物太陽能電池的效率和穩定性，同時該類倒置器件效率率先突破9%，該研究作為封面論文發表在《納米研究》上（Nano Res., 2015, 8, 456–468）。此前，該小組還利用界面工程策略制備了一系列的高性能倒置有機太陽能電池（Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1301404； ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 9015–9025）。

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