有机太阳能电池
传统的有机空穴传输层在钙钛矿太阳能电池中需经历复杂耗时的氧化过程，并伴随大量残留Li，影响器件稳定性。本文提出一种新型电解掺杂策略，通过调控电解过程实现可控掺杂并有效去除Li。文章亮点总结提出新型电解掺杂策略：利用电化学氧化还原反应实现有机半导体的可控掺杂，同时有效去除有害的Li残留，显著提升器件稳定性。
厚活性层的引入是实现有机太阳能电池大规模工业化生产的关键要求。然而，实现高效厚膜器件仍然具有挑战性，尤其是对于全聚合物OSCs，这类电池通常被认为是最稳定的OSC类型。本研究引入了一种非接触式DC电场方法，旨在缓解厚膜全聚合物体系从实验室走向制造过程中遇到的制备难题，有望推动OSC产业化进程。实现厚膜全聚合物OSC最高效率：PM6:PY-TYT2-5体系在350nm厚膜下实现17.59%的效率，创刮涂制备全聚合物OSC的纪录，媲美旋涂器件。
针对上述问题，本文采用实时热成像来揭示在热基板上的活性层膜的顺序处理期间的温度受控组装动态。与广泛采用的热溶液技术相比，HS工艺在SqP过程中为活性层提供了更高的温度和更长的加热时间，从而加速了底层的液相重组和成核。HS诱导的界面能差促进层的相互渗透，并在有源层的底部区域实现合适的给体含量，同时促进激子的产生。值得注意的是，HS处理的300nm厚的二元器件实现了超过18.12%的效率。
文章亮点总结1.首次将固体添加剂引入SS工艺制备OPV，为该工艺优化提供了新思路。图1.固体添加剂的性质。该研究成功开发了一种芳香族添加剂辅助的自发扩散工艺，通过调控溶液表面张力和成膜动力学，能够显著提升活性层薄膜的均匀性和OPV器件性能。研究成果以“SolidAdditivesforSpontaneouslySpreading-ProcessedOrganicPhotovoltaics”为题，发表于《AdvancedScience》上。至今已在Nat.Photonics、JACS、Joule、ScienceAdvances等期刊上发表论文30余篇。2024年9月，西湖光电正式对外提供大面积OPV制样服务。
高价值有机溶剂的回收在多个行业中至关重要但极具挑战性。以钙钛矿太阳能电池为例，其制造过程中需大量使用如N,N-二甲基甲酰胺等溶剂。为此，纤纳光电颜步一和浙江大学史乐等人开发了一种多级气隙膜蒸馏系统，利用工业废热从废液中高效回收DMF。该MAMD系统有望显著降低环境足迹，推动钙钛矿太阳能电池的可持续制造。
论文概览针对有机太阳能电池中活性层形貌调控与电荷传输性能难以协同优化的问题，该研究创新性地引入p型棒状液晶有机半导体Ph-BTBT-10作为多功能添加剂，应用于D18:L8-BO基二元体系。优化后的器件实现了20.3%的转换效率，短路电流密度提升至27.28mAcm-2，填充因子高达80.5%。结论展望该团队通过引入p型液晶半导体Ph-BTBT-10作为多功能添加剂，成功实现了活性层形貌与电荷动力学的协同优化，在D18:L8-BO二元体系中获得了20.3%的高效率。
针对有机太阳能电池(OSCs)中非辐射复合损失(ΔEnon-rad)严重制约开路电压(VOC)和效率提升的关键问题，该团队创新性地提出烷氧基取代第三组分受体OBO-4F，并将其引入高效D18/L8-BO二元体系中构建“稀释三元”器件。
固态添加剂是调控有机太阳能电池活性层形貌的有效策略，这与器件性能密切相关。然而，目前的固态添加剂主要侧重于形貌调控，其本身较弱的电学特性可能限制载流子迁移率等电学性能的提升。据我们所知，该性能是目前已报道的超过20%PCE的二元体系中的最高水平之一。本研究证明，p型液晶半导体可作为多功能添加剂，通过构建扩展的电荷传输网络，同时调控形貌并提升本征电学性能，为推进OSC性能提供了新的范式。
钙钛矿-有机串联太阳能电池通过避免易氧化的锡基钙钛矿，成为不稳定的全钙钛矿串联结构的理想替代品。然而，高效空气制备的钙钛矿-有机串联器件的实际实现仍未被探索。这种双重功能使得在环境条件下制备出高质量的刮涂UWBG钙钛矿薄膜，实现了17.2%的显著功率转换效率和出色的操作稳定性。通过将这一优化的光活性层集成到单片钙钛矿-有机串联结构中，首次展示了空气制备的串联器件，其PCE达到24.4%。
高效的电子传输与提取是实现高性能有机太阳能电池的关键。此外，A1-A2共聚策略有效降低了CIMs的LUMO能级，促进了从给体和受体双通道的电子提取，从而抑制了非辐射复合。基于PM6:L8-BO的二元器件分别实现了19.33%和17.89%的PCE，而三元器件的效率更是高达20.45%和18.34%。
