李永舫课题组在低成本有机光伏材料研究中取得新进展

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有机太阳能电池具有质轻、柔性、可溶液加工等优点，是当前太阳能电池技术的前沿热点研究方向。随着新型非富勒烯受体材料的快速发展，有机太阳能电池的能量转换效率逐步提升，最近已突破16%，达到了可以向实际应用发展的阶段。但是，实现有机太阳能电池的商业应用，还面临着光伏材料成本和器件稳定性的挑战。目前已报道的高效光伏材料大多存在着结构复杂、合成步骤繁多、产率低等问题，在成本上很难满足商业应用的需求。因此开发低成本高效有机光伏材料是聚合物太阳能电池走向应用研究的关键课题。

　　鉴于此，在国家自然科学基金委和中国科学院先导项目的支持下，中科院化学研究所有机固体重点实验室李永舫课题组去年设计和合成了一种低成本高效给体光伏材料PTQ10，以PTQ10为给体、窄带隙n-型有机半导体(n-OS)IDIC为受体的有机太阳能电池的能量转换效率达到了12.7%（Nature Commun., 2018. 9, 743.,第一作者是博士生孙晨凯）。然而，n-OS受体IDIC存在其中心稠环合成步骤多、产率低的问题。为了降低受体材料IDIC的合成成本，他们又开发了一种IDIC中心稠环简化的合成方法，同时通过引入烷氧取代基进一步提高了中心稠环的产率，进而合成了两个新的低成本n-OS受体分子MO-IDIC和MO-IDIC-2F。这两个受体分子具有窄带隙、宽吸收和高电子迁移率等优点。其中将MO-IDIC-2F与低成本聚合物给体PTQ10共混制备的有机太阳能电池效率达到13.46%。他们对已报道的高效材料进行了活性层材料的成本核算，发现基于PTQ10：MO-IDIC-2F的太阳能电池无论是在材料成本还是器件性价比上都具有突出的优势。以上结果表明MO-IDIC-2F是一个具有应用潜力的低成本受体材料。相关研究结果发表在《自然-通讯》上（Nat. Commun. 2019,10,519，第一作者是博士生李骁骏）。

李永舫，中国科学院化学研究所研究员、苏州大学材料与化学化工学部教授，2013年当选中科院院士。1986年在复旦大学获博士学位。主要研究领域是有机/聚合物太阳能电池光伏材料和器件以及钙钛矿太阳能电池。已发表研究论文600多篇，学术会议邀请报告120多次。发表论文已被他引35000余次，h-因子93。1998年获人事部授予中青年有突出贡献专家称号，1995年获国家自然科学奖二等奖（第二完成人）、2005年获北京市科学技术奖一等奖（第一完成人）、2012年获美国化学会授予高分子学术报告奖。入选科睿唯安(Clarivate Analytics)公司发布的2014材料科学领域以及2015至2018化学和材料科学两个领域Highly cited researchers名单。