AM：调控有效弹性体密度实现高机械韧性与高效率的本征可拉伸有机太阳能电池

来源：知光谷发布时间：2025-09-25 15:08:23

本征可拉伸有机太阳能电池（IS-OSCs）在下一代可穿戴电子中极具潜力。引入热塑性弹性体（TPEs）是一种经济有效的提升器件机械顺应性的策略。然而，TPE结构多样性对器件性能的影响长期被忽视。

^{_{本文山东大学杜晓艳、郝晓涛和天津大学叶龙等人提出“有效弹性体密度（De ）”这一统一分子描述符，用于定量评估弹性体结构如何影响IS-OSCs的形貌与功能。研究发现，提高D可通过诱导非晶区发生区域粗化和表面粗糙化来增强拉伸性，但也会延长激子寿命并抑制电荷提取与传输。值得注意的是，IS-OSCs在临界De=1.5 mol m −3时达到最优平衡，实现了14.3%的初始光电转换效率（PCE），并在30.6%的应变下保持初始PCE的80%，这是目前采用弹性体增塑策略的IS-OSCs中报道的最佳性能。}}

这一基于描述符的框架为可拉伸光电器件中弹性体的分子设计提供了可预测且普适的指导。

文章亮点

提出统一描述符De：首次引入“有效弹性体密度”作为量化指标，系统关联弹性体结构（如苯乙烯含量、分子量、密度）与器件光电-机械性能之间的权衡关系。
临界阈值实现最优平衡：当De=1.5 mol m -3时，IS-OSCs在保持14.3%高效率的同时，具备30.6%应变下保持80%PCE的优异拉伸性，为当前弹性体增塑IS-OSCs的最高水平。
普适性强、机制清晰：该描述符适用于多种弹性体（如SBS、SEPS等）和活性层体系，揭示了从孤立链到三维互穿网络的三阶段形貌演变机制，明确了对激子扩散与电荷传输的影响路径。

M. Sun, C. Wang, M. Xiao, et al. “ Control of Effective Elastomer Density Enables Mechanically Robust and High-Efficiency Intrinsically Stretchable Organic Solar Cells.” Adv. Mater. (2025): e14031.

https://doi.org/10.1002/adma.202514031

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202509/25/50009359.html

责任编辑：wanqin

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