有机太阳能电池

自组装单分子层作为空穴传输层使倒置钙钛矿太阳能电池的能量转换效率超越了传统电池设计。然而，同时提升自组装分子层的质量与能级排列，并优化其与钙钛矿层在埋底界面的相互作用仍具挑战。经BFS修饰的倒置钙钛矿太阳能电池实现了26.16%的能量转换效率，填充因子高达86.06%，优于对照组器件的24.49%。本研究为开发低成本、高性能钙钛矿太阳能电池提供了一种新型界面修饰策略。

论文概览自组装单分子层由于其独特的调节能级排列和界面质量的能力，成为反式钙钛矿太阳能电池中有前景的空穴传输层。MeO-4PACz与COFs共组装后，聚集状态显著改善，形成了均匀的自组装单分子层。改善的分散性有助于形成均匀的SAM，从而促进钙钛矿薄膜的沉积。结果显示，在没有COFs的情况下，MeO-4PACz在ITO表面聚集，而在Zn-PT-COF的帮助下，MeO-4PACz的聚集显著减少，形成了更加均匀的单分子层。

自组装单分子层因其能够调控能级排列和界面质量，已成为倒置钙钛矿太阳能电池中极具潜力的空穴传输层。然而，广泛使用的SAM分子MeO-4PACz存在分子聚集、与钙钛矿前驱体润湿性差以及导电性有限等问题，共同阻碍了高质量钙钛矿薄膜的形成和有效的电荷提取。本文中国科学院化学研究所于贵和王吉政等人提出了一种合理的SAM均质化策略，通过共组装将两种定制设计的共价有机框架引入MeO-4PACzSAM中。

金属卤化物钙钛矿虽具有优异光电性能，但离子迁移导致的稳定性问题亟待解决。研究指出，仅当离子响应完全激活时，两种方法才能可靠估计移动离子密度。BACE测量显示离子迁移率与浓度随温度升高而增加，并可通过离子飞行时间计算Br激活能；Mott-Schottky测试则呈现高频电子缺陷平台与低频离子缺陷平台。该研究成果为无机钙钛矿太阳能电池的稳定性优化提供了关键测量方法与理论依据，对推动钙钛矿光伏商业化进程具有重要意义。

鉴于此，山东大学殷航教授、郝晓涛教授、张茂杰教授和北航孙艳明教授等人近期在期刊《NatureCommunications》发文，题为“Criticallengthscreeningenables19%efficiencyinthick-filmorganicsolarcells”。研究提出了一种实验方案，将“临界长度”确定为决定厚膜有机太阳能电池性能的关键因素。创新点：1.提出“临界长度”作为厚膜有机太阳能电池受体的筛选指标，综合考量零场迁移率、跳跃频率与场依赖性，突破传统单一迁移率筛选的局限性。

天大叶龙、江西理工黄斌团队创新性地提出侧链工程策略，设计非芳香族侧链的PMMA与芳香族侧链的PBMA两种绝缘聚合物，系统调控其在PM6:Y6活性层中的分布行为，实现效率与拉伸性的协同提升。这种动力学差异进一步印证了PMMA通过促进给体相有序化而优化器件性能的机制。PMMA凭借其优异的相容性、高扩散能力与非共价作用位点，在PM6非晶区形成缠结网络以耗散应力，同时在晶区促进分子有序堆积以保障电荷传输。

华南理工大学段春晖团队联合西湖大学、上海大学等多单位，提出了一种面向“太阳能窗”应用的可规模化聚合物给体PPT-3。技术亮点1.可规模化合成：采用无锡DArP法，成功将PPT-3合成规模从毫克放大至20克，产量80%，材料成本仅6.1USD/g。结论展望本研究通过理性分子设计与绿色合成路径，成功开发出可规模化聚合物给体PPT-3，实现了18%的高效有机太阳能电池与120cm、AVT40%、PCE=6.69%的半透明组件，首次在材料合成、器件性能与制造成本之间实现了高效平衡。

虽然更紧密的异质界面有利于单线态激子解离，但也可能增加复合概率。香港科技大学广州吴佳莹、香港理工大学李明杰和马睿杰等人通过光物理分析发现，选用极化率较低的小分子填充这些界面，可在保持激子离域的同时，增强短程迁移率，从而抑制亚纳秒双分子复合损失。

东南大学姚惠峰团队创新设计具有选择性溶解性的二维共轭聚合物PBDB-tvt，通过长共轭侧链修饰BDT单元，成功将其用作多功能中间层，构建顺序沉积混合器件，最终实现20.3%的效率突破。结论展望本研究通过合理分子设计，开发出具有选择性溶解特性的二维共轭聚合物PBDB-tvt，作为多功能中间层应用于顺序沉积混合器件，有效调控了活性层垂直相分布，增强了短波长光吸收，并显著提升了电荷传输与提取效率，最终实现了20.3%的高效率与优异稳定性。

本文东南大学姚惠峰等人通过在苯并二噻吩单元上引入长共轭侧链——氯化烯丙硫基-噻吩-乙烯-噻吩，设计了一种二维共轭聚合物给体PBDB-tvt。最终，最优器件实现了20.3%的最高PCE。多功能中间层协同增效：PBDB-tvt中间层不仅优化了垂直相分布，还增强了短波长光吸收，提升电荷传输与提取效率，抑制复合。