太陽能電池是一種取之不盡用之不竭的清潔能源，在太空中，太陽能電池需要耐受高溫環(huán)境（100-200℃）。已有的太陽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，硅太陽能電池在高溫下效率衰減嚴(yán)重，鈣鈦礦太陽能電池的光活性材料在高溫下不穩(wěn)定，而有機太陽能電池的光活性層在高溫下形貌穩(wěn)定性差，限制了已有的太陽能電池在高溫環(huán)境下工作的穩(wěn)定性。
近期，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所劉俊團隊發(fā)展出可在150℃下工作的有機太陽能電池，為在極限條件下工作的光伏技術(shù)開拓出新方向。有機太陽能電池具有柔性、重量輕的優(yōu)點，一般的有機太陽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太陽能電池，并發(fā)現(xiàn)這類有機太陽能電池?zé)岱€(wěn)定性十分優(yōu)異（Nat.Commun., 2019, 10, 3271）。最近，他們發(fā)展出新型有機小分子給體材料和硼氮配位鍵高分子受體材料，
兩個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)沒有任何相轉(zhuǎn)變。將這兩個材料共混作為光活性層，得到的有機太陽能電池能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)到9.5%，是目前小分子給體/高分子受體型有機太陽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，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春應(yīng)化所博士生苗俊輝，中科院長春應(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。
