新产品具有透明、可浇注、无腐蚀性等特点,在加热时可迅速硬化,并具有优异的黏结性能,可为各种薄层太阳能电池提供长期有效、抗化学腐蚀和机械负荷的保护。
这种双组分硅橡胶液在硬化后会成为透明有机硅弹性材料,把各层材料牢固地黏结在一起,并可靠地密封薄层模块,防止外部潮气进入。该产品可以黏结在玻璃上或不同材料制作的柔性薄膜上,如铝、聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯或活化的乙烯四氟乙烯共聚物,不需提前处理基材。该产品可用作各种柔软薄层模块的黏合介质,也可用于生产太阳能电池或接合半导体薄层电池。
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针对这一挑战,湘潭大学、西安交通大学、西安科技大学等多个团队合作设计并合成了两种具有相似骨架的香豆素衍生物固体添加剂:挥发性C5与非挥性C6。结论展望本研究通过精准设计一对结构相似但挥发性迥异的香豆素衍生物添加剂,首次系统比较并揭示了挥发性与非挥发性固体添加剂在有机太阳能电池中的作用机制差异。
在有机太阳能电池中,将分子堆积从边缘取向调控至更优的面取向有利于改善垂直电荷传输和光伏性能。然而,由于加工条件复杂,实现这一结构转变的精确控制仍面临重大挑战。
兼具高光电效率与机械弹性的有机太阳能电池对于可穿戴设备至关重要。本文天津大学叶龙等人引入一种广泛适用的策略,使用弹性体SEEPS,其通过精细调节与受体的相容性来实现OSCs的增韧。SEEPS诱导显著的次级弛豫以耗散应变能,使断裂应变提高超过11倍。
在Y系列有机太阳能电池中,调控活性层在干燥过程中的形貌对于同时实现高效率与高耐久性至关重要。这些结果确立了物理状态编程的ISR添加剂作为一条通用路径,可协同优化OSCs的效率与稳定性,并为可扩展、无残留的形貌控制提供了机理指导。同时大幅提升效率与稳定性:mDF通过优化结晶动力学、收紧π-π堆积、增大相干长度并编程有利的垂直相分离,将PM6:L8-BO器件效率提升至19.28%,并将高温光照下的运行稳定性大幅延长至477小时。
论文概览活性层形貌的精确调控是推动有机太阳能电池走向实际应用的关键。结论展望本研究提出了一种基于主链衍生结晶模板的通用形貌调控策略,通过设计小分子BDD-C6与DTBT-C6,成功实现活性层垂直相分布、结晶性与相纯度的协同优化,显著提升激子利用与电荷传输效率,最终在多个二元体系中实现20%以上的高效率并具备优异厚膜兼容性。该策略为高性能、可规模化制备的有机太阳能电池提供了新的材料设计与形貌工程思路。
钙钛矿缺陷和较差的底部界面极大地限制了无机卤化铯钙钛矿太阳能电池的稳定性和效率。研究发现,AAESA分子与CsPbIBr前驱体成分之间的相互作用减缓了钙钛矿的结晶速率,从而制备出具有更高晶体质量和更大晶粒的CsPbIBr钙钛矿薄膜。由此制备的具有碳电极的平面CsPbIBr钙钛矿太阳能电池的效率达到了10.89%。
论文概览面对有机太阳能电池产业化过程中从卤化溶剂向绿色溶剂转换的关键挑战,浙江大学陈红征教授团队通过分子设计创新,在明星聚合物给体PM6中引入20%氯化二噻唑单元,成功开发出新型三元共聚物PM6-CITz20。该研究深入揭示了给受体相互作用调控成膜动力学与形貌的机制,为绿色溶剂加工高性能、可扩展OSCs提供了可行路径。
论文概览华南理工大学陈军武、张连杰团队设计并合成了三种硅氧烷-卤代噻吩添加剂,成功应用于D18:L8-BO体系,实现了优异的纤维状形貌和空气中高性能加工。技术亮点分子设计创新:将疏水硅氧烷单元与卤代噻吩结合,兼具形貌调控与湿度耐受功能。TEM图像进一步证实纤维状形貌,Cl-Th-SiO样品结构最清晰。结论展望本研究通过理性设计硅氧烷-卤代噻吩添加剂,成功实现了高性能、高湿度耐受的OSC活性层加工。
文章亮点总结1.首次将固体添加剂引入SS工艺制备OPV,为该工艺优化提供了新思路。图1.固体添加剂的性质。该研究成功开发了一种芳香族添加剂辅助的自发扩散工艺,通过调控溶液表面张力和成膜动力学,能够显著提升活性层薄膜的均匀性和OPV器件性能。研究成果以“SolidAdditivesforSpontaneouslySpreading-ProcessedOrganicPhotovoltaics”为题,发表于《AdvancedScience》上。至今已在Nat.Photonics、JACS、Joule、ScienceAdvances等期刊上发表论文30余篇。2024年9月,西湖光电正式对外提供大面积OPV制样服务。
论文概览针对有机太阳能电池中活性层形貌调控与电荷传输性能难以协同优化的问题,该研究创新性地引入p型棒状液晶有机半导体Ph-BTBT-10作为多功能添加剂,应用于D18:L8-BO基二元体系。优化后的器件实现了20.3%的转换效率,短路电流密度提升至27.28mAcm-2,填充因子高达80.5%。结论展望该团队通过引入p型液晶半导体Ph-BTBT-10作为多功能添加剂,成功实现了活性层形貌与电荷动力学的协同优化,在D18:L8-BO二元体系中获得了20.3%的高效率。
固态添加剂是调控有机太阳能电池活性层形貌的有效策略,这与器件性能密切相关。然而,目前的固态添加剂主要侧重于形貌调控,其本身较弱的电学特性可能限制载流子迁移率等电学性能的提升。据我们所知,该性能是目前已报道的超过20%PCE的二元体系中的最高水平之一。本研究证明,p型液晶半导体可作为多功能添加剂,通过构建扩展的电荷传输网络,同时调控形貌并提升本征电学性能,为推进OSC性能提供了新的范式。



