國(guó)際能源領(lǐng)域頂級(jí)期刊EnergyampEnvironmentalScience《能源環(huán)境科學(xué)》（IF=30.067）在線刊發(fā)了高等研究院閔杰課題組的最新研究成果，該工作提出了新的逐層刮涂技術(shù)（Layer-by-Layer,LbL），不僅使薄膜性能更高，且可應(yīng)用于有機(jī)光伏器件的大面積制備。

論文題目為AUniversalLayer-by-LayerSolution-ProcessingApproachforEfficientNon-fullerenceOrganicSolarCells（《一種普適的逐層溶液法制備高效的非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池,2019,DOI:10.1039/C8EE02560F》）。武漢大學(xué)高等研究院為第一署名單位/通訊單位，高等研究院2017級(jí)碩士研究生孫瑞和郭靖為共同第一作者，合作導(dǎo)師閔杰研究員為通訊作者。

有機(jī)太陽(yáng)能電池因具有成本低、重量輕、可制成半透明和柔性器件等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，而受到了人們廣泛關(guān)注。在先前的研究中，閔杰課題組詳細(xì)分析了有機(jī)太陽(yáng)電池在武漢地區(qū)工業(yè)化應(yīng)用的成本（Adv.EnergyMater.2018,1802521），并對(duì)比了有機(jī)太陽(yáng)能電池與其他新型太陽(yáng)能電池的成本價(jià)格。結(jié)果顯示出有機(jī)太陽(yáng)能電池在成本方面具有巨大優(yōu)勢(shì)。

有機(jī)太陽(yáng)能電池商業(yè)化應(yīng)用遠(yuǎn)景及各類光伏電池的效率和成本對(duì)比

目前基于體相異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)(BHJ,bulkheterojunction)的有機(jī)太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)超過14%。然而體相異質(zhì)結(jié)納米尺度下的形貌難以調(diào)控，而且其對(duì)加工環(huán)境及材料性質(zhì)特別敏感。為克服異質(zhì)結(jié)活性層加工的缺點(diǎn)，閔杰課題組利用旋涂及刮涂?jī)煞N不同工藝通過逐層溶液法(LbL,圖二所示)成功地制備出了垂直相分離好、電荷傳輸及收集效率高的活性層結(jié)構(gòu)。相比于BHJ活性層結(jié)構(gòu)，LbL活性層結(jié)構(gòu)不僅展現(xiàn)出可比甚至更高的光電轉(zhuǎn)換效率，而且顯示出更加良好的器件熱穩(wěn)定性。進(jìn)一步，利用開發(fā)的逐層刮涂技術(shù)，成功地制備出了效率超過10%、有效面積為1.0cm-2的非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池。該項(xiàng)工作為有機(jī)太陽(yáng)能電池的大面積制備提供了一種新的涂膜技術(shù)，該工藝具有極大的應(yīng)用前景。

逐層有機(jī)太陽(yáng)能電池制備工藝

該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、湖北省自然科學(xué)基金、武漢大學(xué)人才引進(jìn)和自主科研項(xiàng)目的資助。該研究所涉及的光伏材料由中科院化學(xué)所李永舫院士、武漢大學(xué)楊楚羅教授和南京理工大學(xué)唐衛(wèi)華教授提供，掠入射寬角X射線散射形貌數(shù)據(jù)由澳大利亞莫納什大學(xué)焦學(xué)琛博士表征。（通訊員謝章斌）