英国国家物理实验室(NPL)研究人员在太阳能发电技术中的有机光电计量上取得了重大突破，通过新型原子力显微镜可以“看到”到工作中的有机太阳电池，并将其三维纳米结构与其性能联系起来。
这项研究表明有可能获得正在运行中的有机太阳电池表面和表面以下至少20 nm深度的结构和电子信息。新的测量方法是利用光导原子力显微镜(pc-AFM)，通过纳米探针在同一时间测量表面状态和产生的光电流。这种技术可以解释工作中的有机太阳电池，其纳米尺度形态和其性能特点之间的直接联系。这一突破将提高对技术的认识，使制造商能够通过优化有机光伏材料的纳米尺度结构，提高其产品的效率。
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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。
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。
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。
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。
不对称分子设计是提升非富勒烯受体（NFA）性能的有效策略之一，但以往研究多集中于横向（左右）不对称性。大阪大学Akinori Saeki团队创新性地提出了双面不对称（bifacial）的手性分子设计策略，合成并研究了基于茚并二噻吩（IDT）核心的手性NFA分子：(S,S)-IE4F与(R,R)-IE4F。该设计不仅在垂直方向引入偶极矩，还赋予分子手性，首次在有机太阳能电池（OSC）的体异质结中实现了显著的手性诱导自旋选择性（CISS）效应（自旋极化率高达~70%）。基于纯手性分子构筑的OSC器件取得了8.17%的光电转换效率，是其非手性异构体（meso-IE4F，效率2.36%）的三倍以上。该研究以“Chiral Bifacial Non-Fullerene Acceptors with Chirality-Induced Spin Selectivity: A Homochiral Strategy to Improve Organic Solar Cell Performance”为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》。
传统有机太阳能电池（OSCs）中，非辐射复合损失严重制约了其效率提升。近年来，大环π共轭结构因其可抑制分子振动、增强发光特性而备受关注，但其聚集行为往往不利于电荷传输。中南大学邹应萍团队 设计并合成了系列构象锁定的环状受体分子RCM-C6、RCM-C5、RCM-C4，通过调控烷基链长度优化分子平面性与堆积行为，在显著提升光致发光量子产率（PLQY > 14%）的同时，实现高效电荷传输，最终构筑出效率高达17.1%的OSC器件，创下大环受体体系效率纪录。该研究以“Conformationally Locked Macrocyclic Acceptors with Enhanced Photoluminescence for High-Efficiency Organic Solar Cells”为题发表于《Advanced Materials》。
单片钙钛矿/CuSe串联太阳能电池在串联构型中具有独特优势，包括理想的带隙配对、全薄膜结构、优异的抗辐射能力和出色的稳定性。这项工作使单片钙钛矿/CIGS串联电池与领先的钙钛矿/硅和钙钛矿/钙钛矿技术相媲美，为下一代光伏技术提供了可扩展、多功能的框架。研究亮点：效率突破：研制出效率超过30%的单片钙钛矿/CIGS串联太阳能电池，创造了该体系的新纪录，显著缩小了与钙钛矿/硅串联电池的效率差距。
近日，南京大学谭海仁教授团队联合仁烁光能(苏州)有限公司，攻克了钙钛矿薄膜生产中绿色溶剂制备以及薄膜制备均匀性的难题，实现了钙钛矿光伏组件光电转换效率和组件长期运行可靠性的双重突破。
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。
