中國研發新型聚合物太陽能電池：效率19.1%，2000小時后性能達97%

提升聚合物太陽能電池的光電轉化效率（PCE）和運行穩定性，對其商業應用至關重要。中國研究人員日前開發出一種新型聚合物太陽能電池，可提供穩定的光電轉化性能。

由武漢理工大學的研究人員開發的這種太陽能電池，效率成功達到了19.1%。這項研究發表在期刊《物質》上，研究揭示了聚合物受體光化學性能不佳的潛在機制，并提出了一種通過摻入小分子來提高效率和穩定性的方法。

研究人員還堅持認為，聚合物太陽能電池具有重量輕、柔韌性好、可溶液加工等優點，但其實際應用長期以來一直受運行穩定性和性能不足的限制。

研究人員在研究中稱："通過解開聚合物鏈并促進有序的分子排列，制備出的器件實現了19.1%的光電轉化效率，同時在空氣中表現出強勁的性能穩定性，T97壽命（即效率保持初始值的97%的運行時間）超過2000小時。"

該研究為可行的有機光伏材料鋪平了道路。研究團隊稱，他們的發現為可行的有機光伏材料和器件結構鋪平了道路，推動了聚合物太陽能電池的商業化進程及其在可持續分布式能源系統中的潛在應用。

這種聚合物太陽能電池在空氣中經過2000小時后仍能保持97%的性能。據《光伏雜志》報道，通過將小分子受體摻入聚合物基體中，該研究團隊改進了分子排列，從而提高了"超穩定"柔性器件的穩定性和電荷傳輸性能。

研究人員還稱，他們揭示了聚合物受體光穩定性不佳的潛在機制。該團隊還強調，提高光電轉化效率和運行穩定性對聚合物太陽能電池的商業可行性至關重要。

該工作通過一系列的光浸和熱弛豫測量，研究了一種先進的聚合物受體PMA（PY-IT）的結構和形貌穩定性。研究人員表示："我們發現，除了小分子受體共有的A-D-A連接鍵中較弱的C-C鍵外，聚合物受體在重復單元之間還存在一個額外的弱鍵，這導致其光化學穩定性較差。令人鼓舞的是，將小分子受體摻入聚合物受體中可減輕鏈纏結并減少自由體積，從而改善分子排列，并增強光化學穩定性和熱穩定性。"

該研究的合著者王濤告訴《光伏雜志》："這一簡單策略可以同時創建有效的電荷傳輸通道，同時減少光活性層中的自由體積。制備出的器件在空氣中運行2000小時后，仍能保持初始效率的97%，預計壽命超過10萬小時。""這項工作闡明了有機半導體的分子和形態結構如何決定器件的使用壽命，并為柔性有機光伏技術的商業化提供了一條實用途徑。"

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