记者从中国科大获悉，该校微尺度物质科学国家研究中心罗毅教授领导的研究小组江俊教授利用第一性原理计算，提出了首个自适应开关的有机分子太阳能电池设计，该方案具有低成本、高效、自适应的优点。相关成果日前发表在国际著名的《物理化学快报》上。
长期以来有机分子太阳能电池的光电转换效率不高，与无机半导体太阳能电池相比仍有较大差距。
在这次研发的单分子有机太阳能电池中，光开关分子偶氮苯被插入到一个典型的给体—受体体系中，组成一个给体—光开关—受体体系。第一性原理计算表明，这一研究体系通过巧妙的设计抑制了有机太阳能电池中的电荷复合过程，实现了高效的电荷分离和分子导电性的自动切换。并且，其他光开关分子和给体—受体体系也可以用于这一复合体系中。
这一设计采用有机物小分子作为材料，解决了有机太阳能电池中容易发生电荷复合和导电性无法切换的问题，是世界首个自适应开关的有机太阳能电池设计。
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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。
两亲性聚合物共网络由纳米尺度相分离的亲水和疏水域组成，近年来在被动光子学应用中引起关注。掠入射广角X射线散射表明，发光团的分子平面性和二面角通过范德华相互作用影响BHJ的堆叠，进而影响电荷传输。研究亮点：创新性引入APCNs作为多功能支架：利用其纳米相分离结构，成功将亲水性下转换发光团与疏水性PM6:Y6体异质结在空间上隔离，解决了材料不相容和能级不匹配问题。
论文概览为提升非稠环电子受体在厚膜有机太阳能电池中的性能，北京师范大学薄志山、李翠红团队与青岛大学刘亚辉、卢浩等合作，创新性地设计并合成了一种具有不对称苯基烷基胺侧链的非稠环电子受体TT-Ph-C6。研究意义提出不对称侧链工程新策略：通过苯基烷基胺侧链实现溶解性与堆积紧密度的平衡。结论展望本研究通过不对称侧链工程成功构建了高性能非稠环电子受体TT-Ph-C6，实现了18.01%的效率与80.10%的填充因子，并在200–300nm厚膜中仍保持领先性能。
能量损失拆解：a-Th2Br的E仅为0.194eV，总能量损失低至0.525eV，为目前报道的最低水平之一。结论展望本研究通过中心核扭曲构型受体设计，成功实现了20.60%的高效率与0.194eV的低非辐射损失，突破了有机太阳能电池中“高发光必低迁移”的传统困境。
通过进一步分析，科学家发现水平排列的PMEAI抑制了Pb和I空位的缺陷，并诱导钙钛矿/C60界面内建电场的反转，从而最大限度地减少界面复合损失。他们解释说，界面电场被PMEAI反转，从C60指向钙钛矿，显著加速电子提取并抑制复合，从而突破了钝化层对电流密度和填充因子的传统限制。电池在65摄氏度下1500小时后，仍保持97%的初始效率。
2025年11月10日，青岛大学刘亚辉教授、薄志山教授、路皓副教授等人在《AdvancedMaterials》上发表了题为“CustomizedMolecularDesignofaNovelWide-BandgapPolymerDonorBasedonBenzoTrithiopheneUnitwithOver20%SolarCellEfficiency”的研究论文。通过引入富勒烯受体PCBM构建三元器件，效率进一步提升至20.4%。形态学表征进一步佐证了上述结论。
复旦大学、南京理工大学、同济大学、太原理工大学、上海辉纳思光电科技、东华大学和上海工程科技大学的研究人员通过设计高性能锡基钙钛矿太阳能电池报告了无铅钙钛矿光伏发展的里程碑。锡基钙钛矿吸收剂因其毒性较低、环境友好和理论效率高而被广泛认为是铅基钙钛矿吸收材料的有前途的替代品。同时，它诱导了一种超润湿表面形貌，促进了致密、均匀和缺陷抑制的锡基钙钛矿薄膜的形成。
韩国浦项科技大学KilwonCho团队系统研究了不同有机间隔阳离子构建的低维钙钛矿对甲脒铅碘晶体形成与光电性能的调控机制。该成果以“MolecularEngineeringofOrganicSpacerCationsforEfficientandStableFormamidiniumPerovskiteSolarCell”为题发表于AdvancedEnergyMaterials。结论展望本研究通过有机间隔阳离子分子工程，明确了LD钙钛矿的晶体结构对甲脒钙钛矿结晶质量与光伏性能的关键影响。未来通过进一步优化间隔阳离子的化学结构、调控LD/3D比例，有望实现更高效率与更长寿命的钙钛矿太阳能电池，推动其商业化应用。
针对这一挑战，浙江大学陈红征团队提出了一种新型后处理策略——溶剂浴热退火，实现了大面积OSC活性层在空气环境下的高效热处理。结论展望该研究开发的STA技术成功解决了传统热退火在空气中导致的薄膜降解与性能下降问题，通过PFD溶剂浴实现均匀加热与有效保护。该空气兼容、可扩展的退火策略为有机太阳能电池的大面积制造与商业化应用提供了切实可行的技术路径。
