南开大学有机太阳能电池研究获新突破 刷新世界文献记录

新华社天津8月10日电（张建新 吴军辉）南开大学陈永胜教授团队在有机太阳能电池研究领域获重大突破，他们设计、制备的具有高效、宽光谱吸收特性的叠层有机太阳能电 池材料和器件，实现了17.3%的光电转化效率，刷新了文献报道的有机/高分子太阳能电池能量转化效率的世界纪录。

这一成果让有机太阳能电池距离产业化更近一步。10日，相关论文在线发表于国际学术期刊《科学》上。

有机太阳能电池是解决环境污染、能源危机的有效途径之一，其在质轻、柔软、半透明、可大面积低成本印刷、环境友好等方面远优于传 统太阳能电池，被认为是具有重大产业前景的新一代绿色能源技术。然而，如何提高光电转换效率始终困扰着各国科学家，也直接决定着有机 太阳能电池能否走出实验室、走进人类生产生活。

近年来，有机太阳能电池研究迅猛发展，实现了14%－15%的光电转化效率，但仍落后于其他以无机材料（如硅）为主的太阳能电池。“主 要由于有机高分子材料本身较低的载流子迁移率限制了活性层厚度，因此太阳光不能够获得有效利用。”陈永胜说，叠层太阳能电池不仅可以 克服上述难题，还可以充分发挥有机和高分子材料结构和性质优良的可调性特征，通过叠层电池中前后电池里活性材料互补的光吸收，更有效 地利用太阳光，从而实现更高的能量转换效率。

陈永胜教授团队与中科院国家纳米科学中心丁黎明教授、华南理工大学叶轩立教授研究团队合作，利用半经验模型，从理论上预测了有机 太阳能电池的最高效率（20%以上）和理想活性层材料的参数要求。在此基础上，他们以在可见光区域和近红外区域具有良好互补吸收的两种 材料分别作为前电池和后电池的活性层材料，采用成本低廉与工业化生产兼容的溶液加工方法，制备了一种高效的有机太阳能器件，获得了 17.3%的验证效率。

研究人员介绍，依据该工作提出的模型和设计原理，结合有机高分子材料结构的多样性和可调性，通过对材料和器件的进一步优化，非常 有望获得和无机材料类似的能量转化效率，从而为有机太阳能电池的产业化提供有力技术支撑。