UNIST开发有机太阳能电池添加剂…仅加0.05%寿命性能提升超50%
Kim Bongsu教授团队开发无效率损失的高性能太阳能电池交联剂
通过多重分析方法揭示高效率原因…刊登于ACS Energy Lett.
国际联合研究团队开发出一种可解决有机太阳能电池顽疾——寿命问题的添加剂（交联剂）。
只需加入0.05%的这种交联剂，就能制备出寿命性能提升超过59%的有机太阳能电池。外界评价称，这使得作为下一代太阳能电池而备受关注的有机太阳能电池在走向商业化方面又迈进一步。
UNIST（校长 Park Jongrae）化学系 Kim Bongsu 教授研究团队与美国加州大学圣塔芭芭拉分校、法国里尔大学、法国国家科学研究中心（CNRS）研究人员共同开发出了可用于制备长寿命有机太阳能电池的交联剂，并通过多重分析技术阐明了该交联剂的工作原理。
有机太阳能电池制造工艺简单，可制成薄膜形式并柔性贴附，是一种下一代太阳能电池。但由于有机物特性，其耐热性差，难以长期使用。
为解决这一问题，研究界一直在探索添加交联剂，将有机组分牢固连接并加以保护的策略。然而，为了延长电池寿命往往需要过量添加交联剂，从而导致电池效率下降。
联合研究团队开发出了高效率光交联剂6Bx，即使少量添加也能产生稳定化效果。该光交联剂中，一个交联分子可以形成6个交联键，其理论光交联效率高达96%。这一数值与普通光交联剂理论交联效率36%相比处于极高水平。
使用所开发交联剂制备的有机太阳能电池在85℃条件下经过1680小时后，仍然保持了11.70%的效率，相当于初始效率的93.4%。
相比之下，不添加交联剂的电池，其效率从初始效率13.92%降至8.17%，仅为初始效率的58.7%。这意味着寿命性能改善了约59%以上。
研究团队还确认，高性能的原因在于光交联剂通过交联反应有效抑制了Y6分子的迁移。Y6是有机太阳能电池光活性层中的电子受体。
Kim Bongsu 教授表示：“通过开发高效率光交联剂，我们成功解决了有机太阳能电池长期存在的稳定性问题，并进一步阐明了其机理。此次研究将为提升有机太阳能电池商业化所需的稳定性技术作出极其重要的贡献。”
本次研究由美国加州大学圣塔芭芭拉分校 Thuc-Quyen Nguyen 教授、同时隶属于法国里尔大学及法国国家科学研究中心催化与固体化学研究所的 G. N. Manjunatha Reddy 教授团队共同参与完成。
UNIST方面，化学系研究员 Lee Myeongjae 和 Yoo Seongju 参与了研究。
研究工作在三星未来技术培育基金会的资助下完成，研究成果已于上月10日发表在能源领域国际权威学术期刊《ACS Energy Letters》上。
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