侯劍輝CJC：水下20.8%效率、激光下26.4%效率、室內(nèi)LED27.3%效率！23.6cm2 OPV組件多場景應用

有機光伏（OPV）電池因其光電性能可調(diào)且兼容大面積溶液印刷，成為**潛力的下一代綠色能源器件。然而，多數(shù)高性能材料主要針對標準太陽光優(yōu)化，適配多光譜照明的策略較為有限。

為此，中國科學院化學研究所侯劍輝、Jianqiu Wang團隊針對性開展研究，設計并報道了兩種寬帶隙給體聚合物 PDBQx-γ 與 PDBQx-β。這類聚合物通過烷基噻吩 π- 間隔基連接二苯并 [f,h] 喹喔啉單元與二維苯并二噻吩單元，構(gòu)建出獨特分子結(jié)構(gòu)；其中 PDBQx-β 經(jīng)分子設計優(yōu)化后表現(xiàn)尤為突出，與中帶隙受體 FTCC-Br 共混形成的活性層，不僅呈現(xiàn)更優(yōu)異的形貌與增強的分子堆積作用，更能有效加速電荷傳輸并抑制電荷復合。最終，基于 PDBQx-β:FTCC-Br 的單結(jié)有機光伏電池在 AM 1.5G 光照下實現(xiàn) 13.7% 的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）。

此外，研究團隊采用 PDBQx-β 制備出 23.6 平方厘米的大面積有機光伏組件，其在不同光照條件下均表現(xiàn)出色：水下照明時 PCE 達 20.8%，660 納米激光照射下為 26.4%，室內(nèi) LED 光照下則達到 27.3%。同時，PDBQx-β:FTCC-Br 有機光伏器件在多種光照環(huán)境下均展現(xiàn)出優(yōu)異的光穩(wěn)定性。該研究提出一種寬帶隙聚合物分子設計策略，其本質(zhì)上兼容多種光源，為寬帶隙聚合物開發(fā)提供了高效設計思路，既推動有機光伏技術向多場景應用方向發(fā)展，也為其在多元化場景中發(fā)揮巨大潛力奠定了核心材料基礎。

文獻信息

Wide-Bandgap Pyrazine-Based Polymer Enables Efficient and Stable Organic Photovoltaic Modules for Multi-Scene Applications?

Jing Peng, Jianqiu Wang, Enhui Zhai, Jiangbo Dai, Yafei Wang, Pengqing Bi, Huixue Li, Tao Zhang, Zhihao Chen, Ji Zhu, Le Yang, Feiwu Chen, Shaoqing Zhang, Jianhui Hou

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cjoc.70357

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