朱卫国教授团队在能源类国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》 发表重要光伏研究成果

我校材料科学与工程学院有机光电材料与器件团队朱卫国教授联合香港理工大学李刚教授课题组，近期在能源类国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》（影响因⼦:32.5）发表重要光伏研究成果，题⽬为“Oligomeric Semiconductors Enable High Efficiency Open Air Processed Organic Solar Cells by Modulating Preaggregation and Crystallization Kinetics”(通过调节预聚集和结晶动力学低聚物半导体露天环境下实现高效有机太阳能电池)。常州大学博士、香港理工大学博士后夏浩为第⼀作者，常州大学朱卫国教授和香港理工大学博士后张颖和李刚教授为共同通讯作者，常州⼤学为第⼀通讯单位。

有机太阳能电池(OSCs)是最有发展潜⼒的光伏技术之⼀，具有重量轻、柔韧性强、半透明和⼤规模卷对卷加⼯等优势。然⽽，目前高效的OSCs器件⼤多是经过⻧代溶剂加工处理(如氯苯、氯仿等)获取的，通常需要额外的后处理步骤，如热退⽕(TA)和溶剂蒸⽓退⽕(SVA)，这不利于⼤⾯积制造。因此，绿⾊溶剂加工制备高效OSCs器件已成为当今OSCs的研究热点，对于实现OSCs产业化⾄关重要。

针对OSCs制备存在的问题，我校朱卫国教授团队联合香港理工大学李刚教授团队，创新发明了两种A-D-A-D-A型低聚物，5BDDBDT-F和5BDDBDT-Cl，并将其掺⼊⼆元OSCs器件中，进⾏了⾮原位和原位表征，揭示了潜在的⼯作机制。得益于结晶度的提⾼，这类低聚物作为桥接剂修复了界⾯缺陷，减少⾮辐射复合损失。结果显示，使⽤⾮⻧化溶剂(邻⼆甲苯)，且在没有进⾏任何后处理的情况下，基于PM6:5BDDT-F:BTP-eC9和PM6:5BDDT-Cl:BTP-eC9的三元OSCs获得了良好的器件性能，其能量转换效率(PCE)分别达到了18.32%和18.43%。令人鼓舞的是，基于PM6:5BDBDT-F:BTP-eC9和PM6:5DDBDT-Cl:BTP-eC9的⼤⾯积(1cm²)⼑⽚涂覆器件，在露天环境中，在只使⽤⾮⻧化溶剂处理且不进⾏热退⽕处理的条件下，分别获得17.11%和17.06%的⾼PCE，刷新了在露天条件下⼑⽚涂覆OSCs的最⾼效率。该⼯作展示的通过控制结晶动⼒学提⾼材料结晶度的策略为印刷三元OSCs实现⾼光伏性能提供了新路径。

图1. 齐聚物策略⽰意图及相应器件的J- V曲线

我校有机光电材料与器件团队近三年在有机太阳能电池材料和器件方面开展了卓有成效的研究工作，以第⼀作者或通讯作者先后在材料及能源类国际顶级期刊发表了多篇⾼⽔平研究论⽂，其中，Advanced Materials，2篇（IF：29.4，ESI⾼被引论⽂，常州市自然科学优秀科技论文一等奖）；Energy & Environmental Science 2篇（IF：32.5）；Advanced Energy Materials，1篇（IF：27.8）；Nano Energy 2篇（IF：17.6）。

⽂章链接：https://doi.org/10.1039/D3EE02984K