替代有机太阳能电池中的富勒烯

Alessandro Troisi 教授

Alessandro Troisi 教授

对富勒烯性质的深入了解将为我们打开了一扇通往全新电子接受体的大门,这种材料会用于制造性能更为优良、价格更为低廉的有机太阳能电池。

有机太阳能电池诞生于20年前,其在随后的岁月里得到了长足发展。然而,其中的富勒烯成分却一直没有变化,这制约了这项技术的前行。最近这项技术瓶颈获得了突破,英国华威大学(University of Warwick )的科学家们确定了富勒烯的一个被忽略的性质,即具有额外的电子接受状态,这个发现可用于复制新的一类“富勒烯模仿物”,他们将研究成果已发表在Advanced Materials

由于富勒烯作为电子接受体具有很多缺点,包括低的光吸收效率和高的使用成本,太阳能电池工业界一直以来都在寻找富勒烯的有效替代物。此外,探索富勒烯衍生物之外的物质增加了可能用于有机太阳能电池的混合物种类。

在化学系教授Alessandro Troisi的带领下,华威大学的科学家们发现富勒烯能够在许多激发态上接受电子,而不仅仅是它的阴离子基态。这些额外的电子接受状态使得电子的捕获变得更快,有效地提高了电荷分离过程的效率。这种特性并不是碰巧发现的,它需要特定地引入到某一种材料之中,因此制备富勒烯替代物需要仔细考虑这个特性,Troisi教授相信寻找富勒烯替代物的失败原因与该特性有关。

华威大学的科学家们还表示,制备具有该种电子特性的分子接受体的方法较为简易,这个特点提供了一条取代太阳能电池中富勒烯衍生物的有效途径。Troisi教授指出:“寻找富勒烯的替代物困扰了科学界和光伏产业界长达20年之久。通过确定富勒烯的这项特殊特性,我们相信已经找到了打开这种材料替代物大门的钥匙。目前,我们正与华威大学的实验员进行合作,利用这些获取的知识更好地开发富勒烯替代物。”

有关这方面研究的一项专利已提交申请,科学家们正积极地与商业伙伴一道致力于将这项技术推向市场。