“我科学家提出改善有机太阳能电池器件柔性和稳定性的通用策略”

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6月22日，记者从中国科学院青岛生物能源与过程研究所获悉，由该所西昌研究员领导的先进功能材料与器件研究组和大连理工大学王锦艳教授“科技部要点行业”高温高性能工程创新团队、上海同步辐射光源研究员杨春明合作，以高温聚芳醚树脂为基础

有机太阳能电池( opv )技术以其独特的重量轻、柔软、半透明、弱光敏感性以及滚压大面积制造等优点而独特，在便携式和柔性电子消费应用行业中与无机太阳能电池的形成有效互补，备受国内外科研机构和产业界的关注。

西昌研究员领导的先进功能材料与器件研究组和王锦艳教授的“科技部要点行业”由高温高性能工程塑料创新团队、杨春明研究员开展联合创新，合作进行科学研究，基于高温聚芳醚树脂提出了提高有机太阳能电池稳定性和灵活性的通用性战略

耐高温聚芳醚树脂是一种可用于军工极端环境下的特殊工程塑料，具有优异的耐高温和氢氧稳定性，能够满足极端环境的采用诉求。 相比之下，有机光伏材料由于长柔性侧链的存在(溶解性的改善)，不易引起自身分子的高温蠕动行为，是opv器件稳定性差的主要原因之一。 而且，聚芳醚高度扭曲的主链结构使聚合物薄膜具有优异的机械性能和拉伸性。 经典的光电对抗受体化合物在薄膜力学性能上也远远弱于耐高温聚芳醚树脂。 该事业通过在opv活性层内构建耐高温聚芳醚树脂的互联网化结构，探讨了耐高温聚芳醚树脂在活性层内的器件效率、稳定性和灵活性的影响因素及机理。 这种高温树脂的互联网化形态比较有效地阻止了光电对抗受体在高温下的分子蠕动行为，提高了opv器件的稳定性。 另外，聚芳醚之间的链式络合效应阻止了光电偶联受体分子在高拉伸强度下的断裂行为，提高了有源层的拉伸性能和器件的柔软性。 该事业也首次采用原位广角x射线衍射拉伸试验，以光伏有源层薄膜的拉伸变形行为为特征。 研究表明，高温聚芳醚树脂不会大幅降低元件的光电转换效率，因此施主活性层内有可能存在电子隧道效应。 在器件光电转换效率( pce )维持15.17%的基础上，活性层的断裂伸长率高达25.07%，是目前高效有机太阳能电池( pce 8% )的最高值。 上述员工为提高opv器件的稳定性和灵活性提供了通用性战略，为其在未来柔性能源行业的产业化应用提供了有效的方法。

据介绍，这支先进的有机功能材料和器件团队的韩建华博士和大连理工大学的鲍锋博士是论文的共同第一作者，论文通讯作者是包西昌研究员和阳仁强研究员、王锦艳教授和杨春明研究员。