Nature Reviews Electrical Engineering：上海交大朱磊、劉烽團(tuán)隊綜述—有機光伏技術(shù)邁向20%效率的新進(jìn)展
日期：2024-09-03
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近日，上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院/變革性分子前沿科學(xué)中心/上海市電絕緣與熱老化重點實驗室朱磊助理研究員與劉烽教授團(tuán)隊在Nature Reviews Electrical Engineering期刊發(fā)表了一篇題為“Progress of organic photovoltaics towards 20% efficiency”的綜述論文，回顧了有機光伏技術(shù)近年來的重要進(jìn)展，并展望了未來的發(fā)展方向。論文通訊作者是朱磊、劉烽；第一作者是朱磊、張明、周子春。
有機光伏因其柔性、輕質(zhì)、半透明和環(huán)保等特點，在可再生能源領(lǐng)域逐漸嶄露頭角。然而，相對低的光電轉(zhuǎn)換效率一直是制約其商業(yè)化應(yīng)用的主要瓶頸。自2015年以來，研究人員在材料設(shè)計和薄膜形貌控制方面取得了突破性進(jìn)展，使得有機光伏器件的效率逐步提升，并突破20%的關(guān)鍵門檻。論文宏觀討論了通過新興材料的發(fā)展和薄膜形貌的優(yōu)化，如何提高光吸收、載流子傳輸和激子解離的效率，從而提升器件的整體性能。此外，論文還重點探討了有機光伏技術(shù)在大面積模組制備、器件封裝和長期穩(wěn)定性等方面面臨的挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的解決策略。
綜述論文還探討了機器學(xué)習(xí)在材料設(shè)計和器件優(yōu)化中的潛在應(yīng)用。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，研究人員能夠更有效地分析大量實驗數(shù)據(jù)，預(yù)測并優(yōu)化材料性能，加速高性能有機光伏器件的研發(fā)。
論文最后展望了有機光伏技術(shù)的未來研究方向，包括利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)一步提升材料設(shè)計、器件制備的效率，以及實現(xiàn)更高的器件性能。這一系列的進(jìn)展表明，有機光伏技術(shù)在不久的將來有望實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，為一支重要的可再生能源技術(shù)。
圖1. 有機光伏活性層的優(yōu)勢形貌與形成機制
圖2. 有機光伏活性層形貌的重要表征方法
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s44287-024-00080-3
