近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义教授团队将柔性寡聚物受体作为第三组分掺入有机太阳能电池活性层，使有机太阳能电池的光电转化效率和机械性能大幅提高，为制备高效柔性有机太阳能电池提供了简便方法。
“开发具有高光电转化效率、高力学稳定性的柔性有机太阳能电池极富挑战。”葛子义表示，有机太阳能电池中最为重要的结构活性层，多为聚合物给体即非富勒烯受体的体系。因非富勒烯受体具有高度结晶性，在活性层受到外力作用时，会成为破坏的起始点，柔性较差。但对于光电性能而言，结晶性更强反而有利于电荷传输，进而提高电池的光电转化效率。因此，一般而言，有机太阳能电池的柔性与转化效率是矛盾的。
为解决这一难题，该团队以常见的非富勒烯受体为基础引入柔性单元，合成柔性寡聚物受体，并将其作为第三组分引入活性层结构，实现了有机太阳能电池力学性能和光电转化效率的同步提升。
葛子义介绍说：“在拉伸条件下，电池结构更加容易被破坏，因此在力学性能方面我们更加注重断裂起始拉伸率这个参数。我们将柔性寡聚物受体引入后，其与聚合物给体之间能够形成类缠结的结构，因此活性层断裂起始拉伸率提升了近50%。此外，我们发现寡聚物受体掺入后降低了电池中的非辐射能量损失，提高了电池的开路电压，使器件的光电转化效率提升。”