央廣網(wǎng)北京4月30日消息近日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員葛子義團隊，通過三元策略引入長鏈的聚合物第三組分，形成纏繞結(jié)構(gòu)形態(tài)，顯著提高了活性層在機械彎曲和拉伸方面的性能。固化的活性層形態(tài)同時也抑制了分子在熱誘導(dǎo)下的擴散和結(jié)晶，三元器件展現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。相關(guān)研究成果發(fā)表在Matter上。  

有機太陽能電池結(jié)構(gòu)圖中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所供圖央廣網(wǎng)發(fā)  

柔性有機太陽能電池具有成本低、質(zhì)量輕和可柔性化等優(yōu)點，可作為可穿戴電子體系的供電系統(tǒng)，因而成為研究熱點。盡管發(fā)展迅速，但柔性器件的效率維持15%-17%，與之相對，剛性有機太陽能電池已突破19%。此外，對柔性有機太陽能電池延展性的研究嚴(yán)重滯后。  

研究中，科研人員通過三元策略引入第三組分材料，優(yōu)化摻雜比例以及活性層厚度等構(gòu)筑穩(wěn)定有序的互傳網(wǎng)絡(luò)形貌，形成有利于激子分離和電子傳輸?shù)姆€(wěn)定通道，顯著提高了有機太陽能器件的效率。三元策略協(xié)同發(fā)揮聚合物長鏈優(yōu)勢和小分子強結(jié)晶特性，克服了小分子基活性層體系脆性的特性。三元混合膜中沿鏈長分布式的負(fù)載應(yīng)力易于消散應(yīng)變能，使得活性層薄膜展現(xiàn)出高的延展性。基于銀網(wǎng)格/塑料襯底柔性電極制備的三元電池效率達到16.52%，且具有較好的機械穩(wěn)定性，在1000次連續(xù)循環(huán)彎曲后仍能夠保持初始能量轉(zhuǎn)換效率的97.5%。  

接下來，科研人員計劃通過印刷等方式實現(xiàn)大面積制備，突破商業(yè)大面積制備的關(guān)鍵技術(shù)，積極推動有機太陽能電池大規(guī)模商業(yè)化。