中国科学院应化所染料敏化太阳电池效率突破12.5%

08 04月 2015

2015-04-08 14:56

近日，国际上最受欢迎的学术新闻杂志之一，致力于实时报道全球最新化学与化工研究成果、研究动态及发展趋势的美国《化学与工程新闻》(Chemical&Engineering News)以“A Better Perylene Suncatcher”为题，报道了长春应化所王鹏研究员课题组发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 3799)上的研究成果。同时，《美国化学会志》还以“Metal-free molecule rivals high-performance metal-organic dyes”对该成果进行了亮点评述(DOI：10.1021/jacs.5b02864)。

鉴于吡啶钌染料的资源问题与重金属毒性，锌卟啉染料低的制备产率和欠佳的稳定性，开发色彩亮丽、不受资源限制的有机染料是近年来该领域的研究热点，但有机染料的性能迟迟不能取得突破。王鹏课题组开展的这项工作，仅使用单一的有机染料，就可以制备出效率达12.5%的染料敏化太阳电池。该课题组的姚朝阳同学、张敏博士等基于材料计算，设计并合成出完全平面化的电子给体(氮环化的茚并苝，图中红色部分)，并通过三键与他们前期(Energy.Environ.Sci.,2013,6,2944;ChemSusChem,2015, 8, 97; Angew. Chem. Int. Ed., 2015, DOI: 10.1002/anie.201501195)研发的苯并噻二唑-苯甲酸(图中蓝色部分)二元电子受体结合，制备出具有自主知识产权的高性能有机染料C275。该研究突破了有机光敏染料的同质研究模式，对于先导发色核的创制具有重要的启示意义。

这项研究得到了国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金等项目的资助。