有机光伏电池

日本东京大学Takao Someya，日本理化学研究所Kenjiro Fukuda等人开发出高性能本质可拉伸有机光伏电池，其初始功率转换效率为14.2%，具有出色的拉伸性（在52%拉伸应变下保持80%的初始功率转换效率）和循环机械耐久性（在10%的应变循环后100次保留95%的初始功率转换效率）。

“有机光伏”（Organic photovoltaics, OPV）是既经济又具发展潜力的新一代太阳能电池技术，适用于可大规模生产的环保清洁能源和可穿戴电子设备。然而，有机光伏电池中的“光生电荷载流子”（photogenerated charge carriers）经常会重新结合，导致能量转换损失，令光电能量转换效率难以进一步提升。最近，香港城市大学（香港城大）的科研人员便克服了这重大难题，发明了一种新颖的器件工程策略，成功减低能量转换的流失，实现了破纪录的光电能量转换效率。

有机光伏电池具有低成本、易于大面积制备的特点。由于可更加高效地利用太阳光，具有串联叠层构型的有机太阳能电池在实现高光电能量转化效率（光伏效率）方面具有突出优势。其中，用于连接前、后子电池的隧道结同时承担透光、电荷收集、阻挡溶剂等功能，对光伏效率具有重要影响。构建高性能的隧道结是有机光伏电池方向的挑战之一。

有机太阳能电池（OSC）具有重量轻、吸收范围广、制备工艺简单及无污染等独特优势。光伏材料和器件工程的飞速发展，加快了有机太阳能电池的产业化进程。有效提高有机太阳能电池的稳定性是实现实际应用所面临的问题。与无机太阳能电池不同，有机太阳能电池可应用于柔性和可穿戴电子领域，因此对活性层提出了更严格的要求。

有机太阳能电池的激子分离与电荷复合均发生在由电子给体和受体材料组成的异质结处，异质结电学性能的优化对提高光生电流和降低电压损失具有重要意义。近日，西安交通大学材料科学与工程学院研究人员发现了一种基于分子掺杂的有机异质结性能优化策略。

未来，光伏电池可以 “穿 “在衣服上，放在汽车上，甚至放在沙滩伞上。这些只是米兰理工大学物理系的研究人员与埃朗根-纽伦堡大学和伦敦帝国理工学院的同事合作，在《自然-通讯》上发表一项研究中的一些可能发展。他们用超短脉冲激光器研究光伏电池，将界面状态造成的能量损失降到最低，而且成本更低、环境影响更小。

近日，《自然-通讯》（Nature Communications）杂志于同一天在线发表了上海交通大学化学化工学院刘烽研究员团队的两项有机光伏领域的最新研究进展。第一项工作通过运用四元级联能级多尺度形貌策略，实现了效率参数的协同提升，并得到了创纪录的效率并获得美国可再生能源实验室（NREL）权威认证。第二项工作系统地研究了有机光伏薄膜在非平衡态下结晶与相分离过程的竞争与耦合机制，为后续器件形貌和效率优化提供了有益的参考。

韩国的研究人员通过控制太阳能电池原材料溶液在涂覆后凝固的速度，成功开发了一种高效的大面积溶液可加工有机太阳能电池。韩国科学技术研究院（KIST）光电混合研究中心的Hae Jung Son博士领导的小组宣布，他们已经确定了较小面积和大面积薄膜形成机制的差异。通过解决有关工艺技术问题，开发出了高效大面积有机光伏电池。