侯剑辉课题组在有机光伏电池的水下应用方面取得重要进展
在国家自然科学基金委和中国科学院青年创新促进会的支持下,北京分子科学国家研究中心侯剑辉课题组开发了专为水下应用的OPV电池,同时探索了水下环境对OPV电池性能的影响。根据水下辐照光谱,他们设计、合成了光谱匹配的受体材料ITO-4Cl,这个材料具有优异的抗水性能。得益于ITO-4Cl低的能量无序度,基于ITO-4Cl的OPV电池在1 m水深下实现了25.6%的能量转换效率(PCE),32.5 cm2的柔性模组实现了17%的PCE。在660 nm激光辐照下,基于ITO-4Cl的电池展现出31.6%的高PCE,充分体现了OPV电池在水下无线能量传输方面的应用潜力。当在水下工作时,由于太阳辐射产生的热效应减轻,基于ITO-4Cl的OPV电池寿命超过了7000 h。此外,在受到相当于500米水深的持续高压下,柔性的OPV电池几乎可以保持其初始的PCE。该电池在2000次弯折以后,依然可以保持其初始PCE的90%以上,有利于水流冲击条件下使用。本工作证明了OPV电池在水下应用的潜力,也为OPV电池的独特应用找到了着力点。
相关成果近期发表在Advanced Materials期刊上(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202402575),论文第一作者为博士研究生王亚菲,通讯作者为北京分子科学国家研究中心侯剑辉研究员和崔勇副研究员。
有机光伏电池的水下应用