朱卫国团队宋欣教授等人在《Advanced Materials》发表研究

朱卫国团队宋欣教授等人在《Advanced Materials》发表研究

——双相调控策略推动有机太阳能电池效率突破20.6%

近日，我校朱卫国团队宋欣教授等人在有机太阳能电池（OSCs）领域取得重要研究进展。提出一种基于挥发性固体添加剂的双相调控新策略，成功解决活性层给体自组装不足与受体过度聚集的核心难题，显著提升器件效率与稳定性，为高效长寿命有机光伏器件的研发提供了可推广路径。

有机太阳能电池因其柔性、半透明、可溶液加工、低成本制备等优势，在柔性电子、光伏建筑一体化等领域具有广阔的应用前景，是新能源领域的研究热点。然而，活性层中给体分子自组装能力不足、受体分子过度聚集的问题，往往会引发陷阱态密度升高，造成严重的非辐射复合损失，成为制约器件效率进一步提升的关键瓶颈。

目前相关研究主要聚焦于单一受体相的调控，如何实现给体与受体两相协同优化，从源头上降低能量无序性与陷阱态密度，仍是亟待突破的技术难题。朱卫国团队宋欣教授创新性地引入具有多重非共价相互作用的挥发性固体添加剂1,3-二溴-5-碘苯（DBI），构建了高效的给体与受体相的同步调控体系，显著提升了器件性能与稳定性。研究结果显示：在经典PM6:Y6二元体系中，经适量DBI处理后，器件的光伏效率从17.0%提升至18.4%，同时陷阱态密度显著降低，最佳条件下陷阱密度降至约6.75×10¹⁵ cm⁻³，器件载流子寿命显著延长、复合速率明显降低。值得关注的是，该调控策略具有优异的普适性。在PM6:L8-BO:L8-BO-F三元体系中，DBI的引入进一步将器件效率推高至20.6%，同时大幅提升了器件的运行稳定性，在连续光照条件下，器件寿命T80 达到 769 h，为构筑高效率、长寿命有机光伏器件提供了新的可推广路径。

该研究通过挥发性固体添加剂实现给体-受体两相的精准协同调控，为解决有机太阳能电池活性层形貌优化难题提供了新思路，对推动有机光伏技术的产业化进程具有重要意义。相关成果以 “Dual-Phase Regulation via a Volatile Morphology Director Enables Trap-Suppressed Organic Solar Cells with 20.6% Efficiency” 为题发表在材料领域顶级期刊《Advanced Materials》。常州大学宋欣教授为第一作者，常州大学朱卫国教授、吉林大学王同辉教授为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金和江苏省青年科技人才托举工程等项目的支持。

论文链接

https://doi.org/10.1002/adma.202520162

一审/熊慧琴 二审/林本才 三审/储志新