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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我们揭示了掺杂机制，并证明此类掺杂剂可将钙钛矿/OSC异质结处的空穴提取效率提升45%。使用金属茂盐掺杂剂的钙钛矿/OSC光活性层，相比使用传统LiTFSI基掺杂剂的薄膜，对湿气诱导降解的耐受性显著增强。显著增强器件界面稳定性与空穴提取金属茂盐掺杂剂及其反应副产物中性二茂铁能有效钝化钙钛矿表面，诱导能带弯曲并形成表面杂化态，从而提升空穴提取效率。
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。
AP中的硫代羧酸盐基团可强螯合欠配位Pb，钝化缺陷并抑制铅泄露；其含氮部分与I形成氢键，抑制碘空位形成。本工作证明了AP作为高效界面调控剂的有效性，并为稳定高效全无机PSCs的多功能分子工程提供了新思路。高效缺陷抑制与能级优化：AP处理显著提升薄膜结晶质量、降低陷阱态密度，并优化钙钛矿/空穴传输层能级对齐，实现高达22.16%的转换效率与1.29V的高开路电压。
尽管单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已突破27%，其商业化进程仍受限于长期运行稳定性的瓶颈。然而，即便在隔绝水与氧等外界应力的条件下，钙钛矿太阳能电池的寿命仍显著短于硅基器件。研究组设计并开发了一系列含乙二醇醚侧链的离子液体，以协同提升钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性。该离子液体优先富集于钙钛矿底部，可显著抑制碘化铅的聚集及空隙的形成。
印度的一个研究团队研究了基于室温工艺制备的非晶铟锌高导电透明电极在钙钛矿太阳能电池中的应用，这些器件可用于叠层和建筑集成光伏应用。其中包括在钙钛矿太阳能电池的后部透明电极中使用a-IZO。事实上，原型机的效率超过了基于c-ITO器件的15.84%功率转换效率。
本研究引入二苯基碳酸酯作为双功能分子调控剂，可同时调控FAPbI薄膜的成核与生长过程。这种协同调控机制获得了均匀、大晶粒的钙钛矿薄膜，并显著降低了缺陷密度。因此，基于DPC的钙钛矿太阳能电池实现了26.61%的冠军效率，优于对照组器件。
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。
实验结果表明，F-CPP处理后的钙钛矿薄膜介电常数提升约2倍，器件瞬态反向击穿电压达-6.6V，为银基钙钛矿太阳能电池中的最高值之一。结论展望本研究通过引入F-CPP介电分子桥，成功实现了钙钛矿太阳能电池效率与反向击穿电压的双重突破，首次系统解决了钙钛矿电池在实际应用中的反向偏压稳定性难题。
本文成都理工大学陈雨和四川大学彭强等人提出了一种介电分子桥策略，采用双氯膦调控钙钛矿结晶、抑制离子迁移、调节界面能带排列并钝化非辐射复合。最优器件实现了26.60%的光电转换效率，最大瞬态反向击穿电压达-6.6V。介电性能显著增强：F-CPP处理使钙钛矿介电常数提升约两倍，器件瞬态反向击穿电压高达-6.6V，反向稳定性大幅提升。高效率与高稳定性兼具：器件效率达26.60%，并在多种应力测试下表现出优异的长期稳定性。
图3：PM6:L8-BO器件中S-di-NBr效率19.66%居首，D18:L8-BO进一步提升至20.53%，优于PNDIT-F3N；电荷抽取/复合抑制全面领先。图5：钙钛矿电池中12mgmLS-di-NBr旋涂给出26.53%效率，高于蒸镀C60的26.03%；55°C600h与连续光照均保持95%初始性能。S-di-NBr在有机太阳电池中实现20.53%效率并刷新厚度耐受，在钙钛矿电池中旋涂即可达26.53%效率，且热/光稳定性显著优于C60与单体，为高效稳定薄膜光伏提供了可规模化的新型阴极界面材料。
