索比光伏网讯:近日，南开大学化学学院陈永胜教授团队在有机太阳能电池领域研究中取得突破性进展。他们利用寡聚物材料的互补吸光策略构建了一种具有宽光谱吸收特性的叠层有机太阳能电池器件，实现了12.7%的光电转化效率，这是目前文献报道的有机/高分子太阳能电池光电转化效率的最高记录。
“下一步，我们将主要解决电池寿命问题，进一步提高能量转化效率。相信有机太阳能电池从实验室真正走向实际应用，实现商品化生产的梦想在不久的将来会成为现实。”陈永胜说。
据了解，该研究得到了科技部、国家自然科学基金委、天津市科委和南开大学的大力支持。
原标题:南开团队有机太阳能电池研究获重大突破
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效率：DCA-1F共SAMs器件表现最优，冠军PCE26.11%，开路电压1.179V，短路电流密度25.89mA/cm，填充因子85.49%；DCA-0F、DCA-2F共SAMs器件PCE分别为25.21%、25.05%，均高于纯MeO-2PACz对照组。稳定性：30-50%湿度环境下储存1000小时，DCA-1F共SAMs器件保持90%初始PCE；1太阳光照下最大功率点跟踪1000小时，仍维持～90%效率，而纯MeO-2PACz器件500小时后效率衰减超50%。DCA分子与MeO-2PACz在溶液状态下自聚集行为的示意图。近期报道的基于共自组装单分子层策略的高效钙钛矿太阳能电池性能汇总。
自组装单分子层已成为钙钛矿太阳能电池中一类重要的界面材料，能够调控能级、提升电荷提取效率，并改善器件效率与稳定性。其中，基于膦酸的自组装单分子层因其可与透明导电氧化物形成共价键，作为超薄、透明且可调控的空穴传输层而备受关注。解决这些挑战是将SAMs推向商业化钙钛矿太阳能产品的关键。
综上，该研究表明，在干燥气氛中制备活性层或在最终退火时引入适度湿度，可获得两步法FAPbI太阳能电池的最佳性能与稳定性。
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。
论文概览精确调控活性层形貌是提升有机太阳能电池效率的关键，但其复杂性使得实现可重复的最优结构极具挑战。针对此难题，四川大学彭强、徐晓鹏团队创新性地开发了一种溶剂蒸汽扩散策略。实现效率突破：将单结有机太阳能电池效率推升至20.7%以上，跻身世界最高效率行列。结论展望本研究成功开发并验证了一种基于溶剂蒸汽扩散的、用于精确调控非富勒烯受体多尺度预聚集的通用策略。
胺基末端配体，无论是直接使用还是以二维钙钛矿的形式使用，都是钙钛矿钙化剂中的主要缺陷钝化剂，并且显著推动了各种钙钛矿太阳能电池达到最高效率。然而，即便是这些最先进的钙钛矿太阳能电池，在运行过程中仍会迅速降解，这引发了对钝化耐久性的担忧。总之，研究结果揭示了一种普遍机制，即紫色光/紫外光线会导致胺基端配体的去钝化，而这类配体是钙钛矿太阳能电池的主要缺陷钝化剂。
2012年，我们首次报道了长期稳定的固态钙钛矿太阳能电池，开辟了一个新领域，并引发了认证功率转换效率超过27.3%，超越了单晶硅太阳能电池的效率。如今，随着钙钛矿/硅叠层器件效率接近35%，钙钛矿太阳能电池已成为满足2050年净零碳排放目标所需太瓦级需求的主要候选者。展望未来，钙钛矿太阳能电池已准备好进入市场，预计钙钛矿/硅叠层器件将首先出现，随后是高效单结器件。固态钙钛矿太阳能电池的发现钙钛矿是具有ABX3通式的化合物。
基于锡的卤化物钙钛矿太阳能电池是一种极具前景的无铅替代方案，具有适宜的带隙和强光吸收特性，但其器件性能受制于显著的开路电压和填充因子损失。尽管相关研究已取得一定进展，但由于氧化化学、缺陷物理及界面能学的耦合作用，锡基钙钛矿太阳能电池的开路电压与填充因子性能仍难以媲美铅基钙钛矿太阳能电池。
通过对钙钛矿/C界面进行分子调控以减少缺陷密度，对实现高效稳定的倒置型钙钛矿太阳能电池至关重要。然而，取代基柔韧性对钝化性能的影响仍未得到充分理解。研究发现，柔性中心取代基显著增强了吡啶基团的电子云密度，从而提升了其钝化能力，同时抑制了分子聚集并促进了更好的界面接触。
咔唑基自组装单层膜作为倒置钙钛矿太阳能电池中的空穴传输层被广泛使用，但它们在溶液中易形成胶束，导致界面均匀性下降。本文苏州大学袁建宇等人设计并成功合成了一系列氟化共轭SAMs，开发出一种用于高性能倒置PSCs的共SAM体系。基于DCA-0F、DCA-1F和DCA-2F共SAMs制备的倒置PSCs分别实现了25.21%、26.11%和25.05%的冠军光电转换效率。共SAM策略实现高效稳定器件：DCA-1F与MeO-2PACz共混形成均匀单层，使倒置PSCs效率提升至26.11%，并在MPP跟踪1000小时后保持约90%初始效率。
通过在亚稳区进行连续溶质补给的晶体生长，有效清除了微米级深度的碘空位；随后采用有机铵后处理进一步消除最表层残留空位。这种协同策略显著优化了载流子传输并抑制了非辐射复合，从而将单晶钙钛矿太阳能电池的效率从22.8%提升至25.5%。效率与稳定性同步大幅提升：单晶钙钛矿太阳能电池效率从22.8%提升至25.5%，同时T工作寿命从200小时延长至1000小时，是目前报道中效率最高、稳定性最突出的单晶钙钛矿太阳能电池之一。
