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中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所葛子義課題組在有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域取得新進(jìn)展。通過(guò)增加苯并噻二唑七元稠環(huán)Y6非富勒烯受體上烷基側(cè)鏈的長(zhǎng)度，調(diào)控其分子排列和溶解性，合成了一種新型的小分子受體材料BTP-4F-12。采用非鹵溶劑THF代替氯苯加工，制備的單節(jié)二元OSC效率達(dá)到16.4%。該工作以“Eco-compatible solvent processed organic photovoltaic cells with over 16% efficiency”為題發(fā)表在 Advanced Materials（2019, 31, 1903441）上。全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201903441。

此外，課題組采用三元共混策略，即通過(guò)在寬帶隙聚合物給體PM6和窄帶隙受體Y6二元體系中引入第三組分PC71BM，進(jìn)一步拓寬光活性層的吸收范圍和優(yōu)化薄膜的形貌，獲得了單結(jié)剛性16.67%和柔性14.06%效率的OSC原型器件，這是目前公開(kāi)報(bào)道的效率最高的柔性O(shè)SCs。電池經(jīng)過(guò)1000次連續(xù)彎曲（彎曲半徑r = 5.0 mm）后，仍能保持初始效率的90%，表現(xiàn)出非常好的耐彎折性能，這為制備高效的OSC柔性器件提供了重要的指導(dǎo)。該工作以“16.67% Rigid and 14.06% Flexible Organic Solar Cells Enabled by Ternary Heterojunction Strategy”為題發(fā)表在Advanced Materials 上（2019, 31, 1902210）。全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201902210。

圖1 （a）分子結(jié)構(gòu)，（b）J-V曲線，（c）PBDBTF:BTP-4F-12體系的2D GIWAXS圖，（d）EQE曲線，和（e）photo-CELIV測(cè)試結(jié)構(gòu)

圖2 （a）電池結(jié)構(gòu)示意圖和J-V曲線，（b）不同半徑（r = 2.5, 5.0和7.5 mm）彎曲測(cè)試后的效率變化

上述研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2016YFB0401000）、國(guó)家自然科學(xué)基金（51773212、21574144、61705240和21674123）、浙江省杰出青年基金（LR16B040002）、寧波市科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2015B11002、2016B10005）、中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究項(xiàng)目（QYZDB-SSW-SYS030）和中科院重點(diǎn)國(guó)際合作項(xiàng)目（174433KYSB20160065）等資助。

參考資料

[1]中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所，寧波材料所在有機(jī)太陽(yáng)能電池研究方面取得重要進(jìn)展