成电讲堂

　　近日，中国科学院“百人计划”学者王吉政研究员受邀来到物理电子学院，做客“学者论坛”做题为“有机太阳能电池中的器件物理”的学术报告，介绍该领域的国际前沿发展状况同时分享其团队近期研究成果，并与学院师生进行交流。本次报告由物理电子学院张岩教授主持。

　　王吉政研究员介绍了有机太阳能电池属于第三代太阳能电池，具有成本低、柔性等特点，目前转化效率为10%以上。有机太阳能电池的工作原理主要包括以下四个过程：有源层吸收光子，产生电子-空穴对（激子）；激子扩散至给体/受体界面；激子在界面处分离；分离的自由电荷传输到相应的电极。

　　随后，王吉政研究员归纳总结了有机太阳能电池中开路电压、短路电流以及填充因子的科学规律。这三个参数决定了有机太阳能电池的效率，对于器件物理的研究至关重要。对开路电压进行分析，他认为其主要来源于给受体的能级差，但是有一定的能量损失，这个损失是由材料的无序和载流子的复合造成的；从等效电路模型分析了决定填充因子大小的因素为串联电阻、并联电阻和二极管；从而总结并提出了提高器件性能的方法。他提出可以通过变温手段研究了有机太阳能电池中开路电压的来源。以三元体系及其相应的二元体系有机太阳能电池为研究对象，利用阻抗谱等方法在低温下测量了有机太阳能电池的光电性能，观察到有机太阳能电池的工作机理类似于肖特基势垒二极管，其团队用这个模型对于电池的J-V曲线进行了拟合，发现有机太阳能电池的开路电压来源于活性层和阴极形成的肖特基势垒；势垒的不均匀分布和低温下的电子隧穿效应会影响开路电压的值。太阳能电池中添加剂DIO对器件的转化效率有所提高，但是所制成的器件稳定性不高，缩短器件的寿命，但他们采用了一种新型给体材料，不需要任何添加剂，也不需要热退火等后续处理工艺，所制备的电池的效率达到10%以上。

　　报告结束后，各参会师生踊跃发言，就自己研究课题与王吉政教授进行了深入探讨。参加报告的师生感到，本次报告为我校从事该领域的师生搭建了一个交流合作平台，也提升了青年师生的科学素养和对学科前沿及热点问题的认识，对推动我校太阳能电池领域的研究有重要意义。

　　本次活动由人力资源部教师发展中心主办，物理电子学院承办。

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　　王吉政, 研究员，博士生导师，中国科学院大学教授，北京知识产权法院专家。1994年在兰州大学物理系获学士学位，1997年在兰州大学物理系获硕士学位，2000年在中国科学院半导体研究所获博士学位（与香港科技大学物理系联合培养）。先后在剑桥大学、亚利桑那州立大学、哥伦比亚大学、杜邦公司从事有机光电子领域的研究工作。2010年加入中科院化学所，入选“百人计划”。在Nature Materials，Physical Review B，Applied Physics Letters, 以及Nano Energy, Energy & Environmental Science，Advanced Materials等SCI期刊上以联系作者/第一作者发表论文50多篇。现主要从事太阳能电池和光探测器方面的研究。