技术亮点1.再入相行为普遍性:约50%的聚合物:SMA体系表现出沙漏型或回环型相图,突破传统UCST理论框架。结论展望本研究通过系统实验与理论建模,首次揭示有机半导体共混体系中再入相行为的普遍性,并建立LF-TSB模型统一解释复杂相图成因。
论文概览贵州大学吕梦岚与孙艳明团队开发了两种基于噻吩扩展咔唑的自组装单分子层材料——2PAThCz与4PAThCz,作为高效空穴传输层应用于有机太阳能电池。图4:器件性能与稳定性全面评估该图系统比较了不同SAMs基有机太阳能电池的性能。结论展望该团队通过理性分子设计,成功开发出两种噻吩扩展型SAM材料2PAThCz与4PAThCz,其中4PAThCz凭借其优异的溶解性、高有序性和强界面作用,在三元有机太阳能电池中实现了20.78%的效率突破。
相比之下,2PACz的SFG信号无明显变化,说明Th-Cz的瞬态共振结构促进了高度有序的分子排列。图5:器件性能与稳定性全面评估该图系统比较了不同空穴传输层有机太阳能电池的性能和稳定性。这些结果证实了瞬态偶极策略对不同活性层和基底的广泛适用性。基于该策略的OSCs实现了20.67%的认证效率,柔性器件效率达19.63%,均创下相应体系纪录。
本研究苏州大学崔超华和李永舫等人揭示了氯取代的极化色散效应在优化小分子受体分子间π–π堆叠中的重要作用。将QX-Cl作为客体受体引入D18:N3体系后,三元器件的PCE进一步提升至20.41%。单氯取代策略在保持高开路电压的同时,显著提升器件的填充因子和效率,实现了高电压与高FF的罕见兼顾。将QX-Cl作为第三组分引入D18:N3体系,优化了分子堆叠和相分离形貌,使三元器件效率突破20.41%,展现了氯化策略在多元体系中的通用性与协同效应。
文章概述本研究设计了一系列基于蒽醌的氧化还原介体,通过选择性还原碘和氧化金属铅,同时钝化缺陷,有效抑制了宽禁带钙钛矿的卤化物相分离。进一步构建钙钛矿-有机叠层电池,效率达25.22%,T90500小时,兼具高效率和长期稳定性。创新点分析1)在蒽醌-2-磺酸盐骨架上引入-SO基团,调控氧化还原电位,实现Pb氧化与I还原的协同作用。2)提出“电子穿梭”机制:AQS介导Pb→Pb和I→I的循环反应,阻断卤化物迁移路径。
论文概览华南理工大学陈军武、张连杰团队设计并合成了三种硅氧烷-卤代噻吩添加剂,成功应用于D18:L8-BO体系,实现了优异的纤维状形貌和空气中高性能加工。技术亮点分子设计创新:将疏水硅氧烷单元与卤代噻吩结合,兼具形貌调控与湿度耐受功能。TEM图像进一步证实纤维状形貌,Cl-Th-SiO样品结构最清晰。结论展望本研究通过理性设计硅氧烷-卤代噻吩添加剂,成功实现了高性能、高湿度耐受的OSC活性层加工。
论文概览深圳技术大学王宇飞与张光烨团队以及陈义旺教授通过热基板工艺调控顺序沉积活性层的热力学过程,显著提升了D18/Y系列受体基二元有机太阳能电池的性能与稳定性。深入精读图1:热成像与工艺对比实时热成像显示HS工艺将热调制时间延长至30秒以上,显著高于传统热溶液法(1秒)。图5:普适性与稳定性在2PACZ为空穴传输层时,D18/L8-BO体系效率达20.64%。MPPT测试显示HS器件270小时后仍保持90%效率,优于对照组(85%)。
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。
然而,WBG钙钛矿中的离子失配与结晶动力学诱发了非均相分布及缺陷。均相化WBG钙钛矿将1.72eV及1.84eV器件效率分别推升至创纪录的21.39%与19.64%。未封装器件于1100h连续光照后仍保持初始效率的95%。冠军钙钛矿-有机叠层器件实现26.11%的效率,并在1000h连续运行后保持初始效率的80%。图文信息图1.钙钛矿相固定化机制。图2.钙钛矿成核与晶体生长机理。f)TSCs器件中钙钛矿子电池与有机子电池的EQE光谱。Tri-PyPA诱导的相分离抑制效应使未封装器件在标准光照条件下T寿命达1100h。
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。