有机光伏除了太阳能电池的应用外,另一个潜在用途是将室内光的光能转换为电能(室内光伏)。随着物联网的快速发展,人们对实现自供电的无线传感元件的需求日益增长。室内光伏是指从室内环境中吸收光能并将其转化为电能,是实现自供电的理想能量来源。无线传感元件的功率需求在百微瓦量级,因此需要发展在室内条件下输出功率超过100微瓦的光伏模组。

        将高分子给体和高分子受体共混得到的全高分子活性层,具有优异的热稳定性与机械性能。本工作中,我们首次开发出全高分子室内光伏模组。我们采用具有中等带隙的高分子给体材料CD1和高分子受体材料PBN-21作为活性层材料,使用环境友好的溶剂四氢呋喃通过热溶液刮涂的方法制备了全高分子光伏模组,其有效面积10 cm2。在1000 lux室内照明条件下,其能量转化效率12.04%,输出功率367.2微瓦,能够满足传感器元件的功率需求。此外,我们通过相应的小面积器件,证明了全高分子活性层具有优异的光稳定性与热稳定性。该光伏模组的高输出功率、高效率、优异的稳定性与环境友好加工性质,说明全高分子室内光伏是实现无线传感器元件自供电的一种重要能源。

                                       Y. Z. Zhang, N. Wang, Y. H. Wang, J. D. Zhang, J. Liu*, L. X. Wang, iScience, 2021, 24, 103104.