占肖衛課題組太陽能電池研究取得進展
期次：第1476期
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本報訊 最近，北大工學院占肖衛課題組在強近紅外吸收的稠環電子受體的分子設計及高效半透明太陽能電池的應用研究中取得重要進展，在材料領域著名期刊《先進材料》發表了3篇論文。
近幾年，半透明太陽能電池在光伏建筑一體化和產能窗戶等領域的美好應用前景引起了學術界和工業界的廣泛興趣。顧名思義，半透明太陽能電池在吸收光能轉化為電能的同時，能夠讓部分的可見光透過，從而保證一定的透明度。而在各種光伏技術中，有機太陽能電池被認為最適合制備半透明器件。但基于富勒烯受體的半透明有機太陽能電池效率普遍較低，單結電池效率一般在4-6%，疊層電池效率一般在7-8%。
2017年，占肖衛課題組提出，理想的半透明有機太陽能電池活性層應該具有強的近紅外吸收和較弱的可見光吸收等特性。這種活性層能夠充分利用太陽光譜中近紅外部分的輻射來發電，而在可見光區保持較高的透明度?；谶@個理念，他們設計并合成了一種新的具有強近紅外吸收的六并稠環電子受體材料IHIC，IHIC與廣泛使用的窄帶隙聚合物給體PTB7-Th共混制備半透明有機太陽能電池，器件的效率為9.77%，可見光區平均透過率為36%，且具有優異的光穩定性。該工作發表在《先進材料》（Adv. Mater. 2017，29，1701308，博士生王偉和嚴岑琪是共同第一作者）。論文發表后9個月內被引用50余次，入選基本科學指標數據庫（Essential Science Indicators，簡稱ESI）熱點論文和高被引論文，威利（Wiley）網站“中國材料觀點”以“高效率半透明有機太陽能電池”為題進行了介紹評述。
在此基礎上，占肖衛課題組設計合成了一種以八并稠環噻吩為核、以氟代氰基茚酮為端基、強近紅外吸收的稠環電子受體材料FOIC，FOIC與PTB7-Th共混制備半透明有機太陽能電池，可見光區平均透過率為37.4%，效率提高到10.3%，這是半透明有機太陽能電池的世界最高效率（Adv. Mater. 2018，30，1705969，博士生李騰飛是第一作者）。威利網站“中國材料觀點”以“高性能稠環噻吩電子受體光伏材料”為題進行了介紹評述。
之后，該課題組設計合成了一系列的強近紅外吸收的稠環電子受體材料，系統比較了給電子稠環核的大小對材料吸收光譜、電子結構、薄膜形貌和器件性能的影響，發現拓展稠環核是實現開路電壓和短路電流同時提高的有效分子設計策略（Adv. Mater. 2018，30，1706571，博士后代水星是第一作者）。
（工學院）
