太陽(yáng)能電池是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，在太空中，太陽(yáng)能電池需要耐受高溫環(huán)境（100-200℃）。已有的太陽(yáng)能電池適合在室溫或低于80?oC下工作，不適合在高溫環(huán)境下工作。例如，硅太陽(yáng)能電池在高溫下效率衰減嚴(yán)重，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的光活性材料在高溫下不穩(wěn)定，而有機(jī)太陽(yáng)能電池的光活性層在高溫下形貌穩(wěn)定性差，限制了已有的太陽(yáng)能電池在高溫環(huán)境下工作的穩(wěn)定性。
近期，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所劉俊團(tuán)隊(duì)發(fā)展出可在150℃下工作的有機(jī)太陽(yáng)能電池，為在極限條件下工作的光伏技術(shù)開(kāi)拓出新方向。有機(jī)太陽(yáng)能電池具有柔性、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，一般的有機(jī)太陽(yáng)能電池都是將高分子給體材料和小分子受體材料的共混物作為活性層。在前期工作中，劉俊課題組發(fā)展出基于小分子給體材料和高分子受體材料的有機(jī)太陽(yáng)能電池，并發(fā)現(xiàn)這類(lèi)有機(jī)太陽(yáng)能電池?zé)岱€(wěn)定性十分優(yōu)異（Nat.Commun., 2019, 10, 3271）。最近，他們發(fā)展出新型有機(jī)小分子給體材料和硼氮配位鍵高分子受體材料，
兩個(gè)材料自身都具有非常好的相態(tài)穩(wěn)定性，在20-220oC范圍內(nèi)沒(méi)有任何相轉(zhuǎn)變。將這兩個(gè)材料共混作為光活性層，得到的有機(jī)太陽(yáng)能電池能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到9.5%，是目前小分子給體/高分子受體型有機(jī)太陽(yáng)能電池效率的最高值。更重要的是，該電池在150oC下連續(xù)工作72小時(shí)，仍能維持初始效率的84%，在高溫下表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。
以上研究成果近期發(fā)表在《Journal of Materials Chemistry A 》上。論文第一作者為中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所博士生苗俊輝，中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所的劉俊研究員和孟彬副研究員為論文的共同通訊作者。
