科学家综述非富勒烯基有机光伏的物理进展

近日,华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室教授吴宏滨团队与合作者,全面总结阐述了非富勒烯基有机光伏这一热点研究领域在光物理和器件物理等方面的最新进展。相关综述文章发表于《自然-综述物理》(Nature Reviews Physics)。

太阳电池(光伏器件)是一种将安全、绿色、可再生的太阳能转换为电能的器件。有机太阳电池是以有机半导体作为实现光电转换的活性材料,具有制造成本低廉、原料资源丰富、质量功率密度大、环境友好、可半透明、可采用卷对卷印刷制备大面积柔性器件等突出优点,在建筑光伏等分布式光伏和物联网器件、可穿戴器件等“光伏+”应用方面前景广阔。

近年来,非富勒烯受体的发展有力推动有机太阳电池的效率突破20%,达到接近晶硅太阳电池的水平,推动该领域进入“非富勒烯时代”。非富勒烯受体与富勒烯受体在基础光物理、光化学、电子结构、光学性质等方面存在显著差异,这些差异是支撑非富勒烯受体性能实现突破的重要原因。

综述文章发表的成果讨论了非富勒烯受体有机太阳电池中激子解离驱动力、载流子复合和能量损失之间的关系,并特别提出了在能隙定律框架下进一步降低该有机光伏体系能量损失的方法,明确未来发展方向。

上述工作由吴宏滨团队联合北京大学占教授肖卫团队、新西兰惠灵顿维多利亚大学教授Justin M. Hodgkiss团队共同完成,并得到国家自然科学基金委、科技部重点研究计划以及华南理工大学、材料科学与工程学院专职研究员人才项目的资助。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s42254-024-00719-y