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文 章 信 息
固体添加剂辅助形貌调控实现高效稳定的二元有机太阳能电池
第一作者：成叶太，李鸿祥
通讯作者：路皓*，刘亚辉*，韦瑶瑶*，薄志山*
单位：青岛大学，北京师范大学，四川大学，临沂大学
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研 究 背 景
有机太阳能电池 （OSC） 因其低成本、灵活性、溶液加工性和半透明性等优势在光伏领域发挥着至关重要的作用。近年来，得益于非富勒烯小分子受体材料的进步，特别是 Y 系列受体的出现，使单结 OSC 能够实现超过 20% 的令人印象深刻的光电转换效率 （PCE）。然而，与硅基太阳能电池相比，效率和稳定性仍然不足。影响器件性能的关键因素包括由于活性层中不可控的形貌而导致的不良结晶度和电荷复合。
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文 章 简 介
近日，青岛大学薄志山/刘亚辉/路皓&临沂大学韦瑶瑶团队，在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表题为“Enabling High-Efficiency and Stable Binary Organic Solar Cells by Solid Additive-Assisted Morphology Modulation”的文章。该文章介绍了一种在活性层中引入一种固体添加剂2,4,6-三氯-1,3,5-三嗪（TCT），制备出高结晶性和有序性的共混膜形貌的方法。
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本 文 要 点
要点一：TCT诱导分子有序堆叠并提高结晶度
固体添加剂 TCT引入活性层，以调节共混膜的形貌。TCT 与给体和受体表现出显著的分子间相互作用，这不仅显着提高共混膜的结晶度和分子有序性，而且优化共混膜内纤维网络结构的排列，促进载流子运输并显着提高共混膜的流动性。通过原位紫外-可见吸收光谱阐明了 TCT 处理的混合薄膜的成膜动力学。D18:L8-BO:TCT 混合膜的 L8-BO 分子显示吸收峰呈红移，表明 TCT 与 L8-BO 相互作用并促进分子堆积。此外，L8-BO:TCT 分子具有更长的结晶过程，有利于形成具有高结晶度的纯 L8-BO 相并消除缺陷。
要点二：TCT提高共混膜稳定性
通过 AFM 测试对薄膜样品进行老化表征。在氮气气氛中老化 960 h 后，D18:L8-BO 薄膜的无结构特性变得更加明显。然而，D18:L8-BO:TCT薄膜保持了纤维结构。因此，我们认为稳定性的增强归因于活性层薄膜形态的改善。
要点三：TCT提高共混膜稳定性
TCT的引入使D18:L8-BO基器件的光电转换效率从18.13%提升至19.50%，本研究为固体添加剂调控活性层形貌实现高性能 OSC 提供了一种有前景的方法。
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文 章 链 接
Enabling High-Efficiency and Stable Binary Organic Solar Cells by Solid Additive-Assisted Morphology Modulation
https://doi.org/10.1002/adfm.202415468
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通 讯 作 者 简 介
薄志山教授简介：吉林大学学士、硕士、博士，德国柏林自由大学和美国北卡州立大学博士后，2002 年任中国科学院化学研究所研究员，2002 年获得基金委“杰出青年科学”基金支持，教育部长江学者特聘教授（2015-2020），教育部长江学者创新团队带头人，能量转换与存储材料北京市重点实验室主任。主要从事共轭聚合物光电功能材料的合成与性能研究，在国际重要学术期刊发表学术论文 300 余篇，包括 Nat. Energy, Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Sci. China Chem., Adv. Energy Mater., ACS Energy Lett., Chem. Mater., Macromolecules 等高水平论文。
刘亚辉教授简介：青岛大学教授，山东省优青，山东省青年泰山学者。2013 年本科毕业于北京师范大学获得学士学位。2018 年博士毕业于北京师范大学获得博士学位，师从北京师范大学薄志山教授。2020 年加入青岛大学纺织服装学院，功能染料与应用技术研究院核心成员，博士/硕士生导师，主持国家青年基金、面上项目等。研究方向：有机光电材料与器件，如有机太阳能电池关键材料、钙钛矿太阳能电池空穴传输材料等，开发了多种非富勒烯受体材料，共轭聚合物给体材料等。至今发表 SCI 论文 70 余篇，包括 J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Sci. China Chem., Adv. Energy Mater., ACS Energy Lett., Chem. Mater., Macromolecules 等高水平论文。
路皓教授简介：硕士生导师，青岛大学特聘教授。2022 年 6 月博士毕业于北京师范大学。2022 年入职青岛大学，现为青岛大学材料科学与工程学院高分子材料系副教授，同时任职于青岛大学功能染料与应用技术研究院，长期从事有机光伏材料与器件的研究。以第一作者/共同一作/通讯作者身份在 Angew. Chem. Int. Ed., Advanced Materials，Advanced Energy Materials, Advanced Functional Material, ACS Energy Letter, Chemical Engineering Journal, Science China Chemistry 等学术期刊上发表 40 多篇研究论文，多篇论文被杂志高亮报道。
韦瑶瑶副教授简介：硕士生导师。2020 年 6月博士毕业于山东大学。2020 年入职临沂大学，现为临沂大学化学与化学工程学院副教授，长期从事理论与计算化学相关的研究。以第一作者/共同一作/通讯作者身份在 Adv. Opt. Mater., Appl. Surf. Sci., Phys. Chem. Chem. Phys., J. Mol. Liq., Colloids Surf., A 等学术期刊上发表 10 多篇研究论文。
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第 一 作 者 简 介
成叶太，青岛大学博士研究生，主要研究方向为有机光电材料与器件。
李鸿祥，四川大学高分子科学与工程学院高分子材料系副研究员，主要研究方向为共轭聚合物溶液状态及凝聚态结构调控和表征。
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课 题 组 介 绍
课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/gnrlyyyjs
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课 题 组 招 聘
青岛大学功能染料与应用技术研究院高薪诚聘博士后若干人，课题组致力于光电材料与器件的研究，包括太阳能电池材料、器件物理、钙钛矿太阳能电池、发光二极管和柔性可穿戴器件等，有意者请联系：liuyh@qdu.edu.cn
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