导读： 美国科学家发现，通过简单改造，“小分子”有机太阳能电池的能源效率即可提高50%。这一发现有望帮助太阳能电池行业开拓新思路。
美国科学家发现，通过简单改造，“小分子”有机太阳能电池的能源效率即可提高50%。这一发现有望帮助太阳能电池行业开拓新思路。
据物理学家组织网今日报道，在一项新的研究中，美国加利福尼亚大学研究人员发现，只需通过调整活性层的厚度，并在活性层和电极之间插入一个光学隔板，就可将一种小分子有机太阳能电池的能源效率从6.02%提高至8.94%。
实验结果表明，小分子有机太阳能电池完全有潜力与目前的聚合物电池竞争。据了解，目前聚合物电池的能源效率接近10%。
报道还称，在有机太阳能电池领域，以聚合物为基础的设备目前是最为高端的。但其它有机材料比如“小分子”也被认为颇有前途。
虽然“小分子”有机太阳能电池目前的能源效率低于聚合物太阳能电池，但它们一般都更容易制作，并提效率也在不断提高。
此外，科学家已经证明，这些发现仍然有潜在的巨大进步空间。
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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。
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。
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Empa、四川大学、国立清华大学、FluximAG、苏黎世联邦理工学院和斯洛伐克科学院的研究人员证明，超薄PEDOT：PSS中的垂直相分离会产生界面偶极，限制柔性钙钛矿叠层电池性能，而将曲拉通加入PEDOT：PSS可抑制这些偶极子并提升器件效率。柔性全钙钛矿叠层太阳能电池和微型模块。本研究不仅揭示了PEDOT：PSS中界面偶极子作为钙钛矿叠层中的隐藏损耗机制，还提供了一种可扩展的克服方法。
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。
针对这一问题，常州大学朱卫国课题组提出了一种基于挥发性固体添加剂1,3-二溴-5-碘苯的双相协同调控策略。该研究以“Dual-PhaseRegulationviaaVolatileMorphologyDirectorEnablesTrap-SuppressedOrganicSolarCellswith20.6%Eciency”为题发表在顶级期刊AdvancedMaterials上。径向分布函数与FT-IR光谱进一步证实了DBI优先与PM6的给体骨架发生非共价相互作用。时间演化分析显示适量DBI可促进PM6预聚集并同时抑制Y6的过度聚集。IR-AFM形貌图直观证实，适量DBI诱导形成了清晰、互穿的双连续相分离结构，而过量添加剂则导致相边界模糊、形成孤立域。
针对这一痛点，山东大学高珂团队联合多所高校设计合成了一种铂配合物基非富勒烯受体，通过分子结构调控实现介电常数提升与激子-振动耦合抑制的双重目标。研究意义能量损失调控新策略：通过金属配合物受体同时调控介电常数和激子-振动耦合，为降低OSC电压损失提供了明确的分子设计思路。通过FTPS-EQE与电致发光谱进一步量化了各损失分量，证明PH1D通过提升介电常数和抑制激子-振动耦合，是实现低能量损失的关键。
分子骨架几何结构的微小变化影响有机太阳能电池中的分子间相互作用与性能。本文香港理工大学罗正辉等人研究了三种异构小分子受体，以揭示不同稠环构型如何调控分子堆积、电子耦合和薄膜形成。原位光学测量显示，NaO1在成膜过程中促进快速且连续的结构演化，形成平滑的形貌和均匀的相分布。我们的研究结果凸显了稠环异构化如何决定有机太阳能电池中结构-堆积-性能之间的关系。
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倒置型钙钛矿太阳能电池（p-i-n pero-SCs）采用氧化镍（NiOx）与自组装单分子层（SAM）作为空穴传输层（HTL），已展现出较高的光电转换效率（PCE）。然而，NiOx表面镍价态的多样性给高质量SAM HTL的构建带来了复杂性。
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。
