台湾学术团队通过分子工程策略提升有机光伏电池效率
2026-01-14 10:34
来源:国立台湾大学
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台湾大学、阳明交通大学与清华大学的联合研究团队近期在有机光伏电池领域取得进展。该团队通过调整有机材料的分子侧链结构,将电池的功率转换效率提升至18.13%。通过对C形邻苯并二吡啶非富勒烯受体(CB8至CB20)进行侧链工程改造,调控其自组装形成独特的单晶堆叠框架,从而优化与聚合物PM6供体结合的活性层形貌。研究表明,CB16衍生物能够形成理想的互穿网络结构,增强供体-受体相互作用,并实现卓越的功率转换效率。

该研究聚焦于一种名为非富勒烯受体的关键材料。研究人员合成了一系列“C形”分子,并系统探究了其柔性侧链长度对性能的影响。团队发现,当侧链长度达到一个平衡点时,分子既能减少过度聚集,又能保持有效的电荷传输连接,从而获得最优性能。研究论文已发表于《先进功能材料》期刊。

研究团队采用超快光谱与同步辐射X射线散射等多种先进分析技术对材料进行了验证。数据显示,优化后的分子与供体聚合物形成了平滑且相互连接的网络,其电荷传输速度也得到提升。共同通讯作者、台湾大学化学系教授周必泰博士表示:“这项综合研究表明,精确控制分子结构是开启下一代高效太阳能的关键。”

这项分子工程研究为设计高性能有机光伏材料提供了清晰的路线图。优化后的器件在提升光伏电池效率的同时,也展现出良好的稳定性。该成果展示了通过跨领域合作与精准分子设计来推动太阳能技术发展的潜力。

更多信息:作者:Yung‐Jing Xue 等,标题:《侧链工程化邻苯二吡咯基受体的自组装:结构-界面-光伏相关性的全面探索》,发表于:《先进功能材料》(2025)。期刊信息: 先进功能材料

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