近期,我校材料科学与工程学院/发光材料与器件国家重点实验室吴宏滨教授课题组联合北京大学材料科学与工程学院占肖卫教授团队和新西兰惠灵顿维多利亚大学Justin M. Hodgkiss教授团队,在《自然.综述物理》(Nature Reviews Physics)发表题为 “Physical insights into non-fullerene organic photovoltaics (非富勒烯基有机光伏的物理阐释)”的综述文章(Nat. Rev. Phys., 2024, DOI: 10.1038/s42254-024-00719-y)。
太阳电池(光伏器件)是一种将安全、绿色、可再生的太阳能转换为电能的器件。有机太阳电池是一类基于有机半导体为光活性材料的太阳电池,具有制造成本低廉、原料资源丰富、质量功率密度大、环境友好、可半透明、可采用卷对卷印刷制备大面积柔性器件等突出优点,在建筑光伏等分布式光伏和物联网器件、可穿戴器件等“光伏+”应用方面前景广阔,可助力实现国家“双碳”战略目标。近年来,非富勒烯受体的发展有力推动有机太阳电池的效率突破20%,达到接近晶硅太阳电池的水平,推动领域进入“非富勒烯时代”。非富勒烯受体迥然区别于富勒烯受体的基础光物理,光化学,电子结构,光学性质以及其对整个激发态性质和过程的影响,是支撑其性能实现突破的重要原因。
论文全面总结阐述了非富勒烯基有机光伏这一研究热点领域在光物理和器件物理等方面的最新进展,讨论了非富勒烯受体有机太阳电池中激子解离驱动力、载流子复合和能量损失之间的关系。论文特别提出了在能隙定律框架下进一步降低该有机光伏体系能量损失的方法,明确未来的发展方向。
我校吴宏滨教授课题组长期致力于有机光电材料与器件的研究,在高性能光伏器件(Nat. Photonics, 2012, 6, 591;Nat. Photonics, 2015, 9, 174)、器件物理(Nat. Photonics, 2020, 14, 300)和利用非富勒烯受体制备高性能近红外有机发光二极管(Nat. Photonics, 2022, 16, 752)等领域做出了若干的贡献。
非富勒烯受体区别于富勒烯受体的物理性质和物理过程特征
我校材料科学与工程学院专职研究员谢源博士为论文的共同第一作者,吴宏滨教授为共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金委、国家科技部重点研究计划以及学校、学院专职研究员人才项目的资助。
文章链接:https://www.nature.com/articles/s42254-024-00719-y