[00790431]面向应用的高效有机太阳能电池关键材料与器件制备研究

作为一种新的太阳能电池电池技术，有机太阳能电池具有低成本、 柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点；在应用方面，可与当前基 于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是，与钙钛矿太 阳能电池相比，有机太阳能电池还具有环境友好的优点，在使用过程 中以及使用后处理方面不会产生重金属污染，其所使用的少量有机材 料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳 能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太 阳能电池之间的差距正在迅速缩小，目前我们实验室已经获得超过15%的效率，是有机太阳能电池领域世界最高效率；成本方面，OPV 具有巨大优势，有机材料分子结构多样性，成本低廉；寿命方面，因 成本低廉，产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池， 10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用，已有研究表明，OPV 寿 命达到 5-7 年没有问题，随着研究深入，提高的 10 年以上会很快实现。

本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究，1）提出了 新的材料设计理念，发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料； 2）发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术，制备了系列 高效率有机太阳能电池光伏器件，不断刷新领域内最高太阳能电池光 电转化效率；3）制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极，应用 于有机太阳能电池，获得了与目前常规透明电极，如 ITO，完全相当性能。

项目特色： 1. 具有完全自主知识产权的高效有机太阳能电池活性层材料， 且合成简单，成本低； 2. 具有成熟的高效有机太阳能电池制备工艺； 3. 具有自主知识产权的低成本、高性能柔性透明电极，不仅完全适用有机太阳能电池，亦可广泛应用了其它相关领域。

已取得的成果： 项目发表包括 Nature Photonics （2 篇），J Am Chem Soc (4 篇)， Adv Mater (5 篇)等顶级水平国际期刊，申请获得授权专利 5 项，出版 专著 1 部。项目成果 Nature Photonics 2017, 11，85-90，被评为 2017年中国光学 10 大科技进展之一，被科技日报在头版报眼位置报道 (http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-12/15 /node_2.htm)

市场应用前景： 目前有机太阳能电池正处在从实验室走向实际应用的黎明阶段， 因其优点和特点，在可穿戴设备、建筑一体化等领域将会产生巨大的 需求市场。当前国内外多家实验室已开展完全面向实际应用的研究开 发，随着研究的不断深入，有机太阳能电池的商品化生产应用将会很快实现。