香港城市大学AM：二聚体超分子稳定剂用于消除有机太阳能电池器件效率的burn-in损失

研究亮点：

1. 1.含柔性链的二聚体受体作为三元有机太阳能电池的超分子稳定剂。

2. 2.通过超分子稳定剂构筑稳健的活性层形貌，在老化过程中维持低缺陷态浓度。

3. 3.消除有机太阳能电池的burn-in损失，在600h持续工作后维持98%的器件效率。

近年来，有机太阳能电池的效率不断发展。但即使在惰性气体中运行，目前最先进的高性能器件也依旧会表现出快速的burn-in损失，这主要是由多元共混体系活性层的亚稳态形貌导致，并进一步限制了有机太阳能电池的商业化应用。

在本研究中，香港城市大学Alex K.-Y. Jen教授等人设计合成了三种具有可调节热转化性质的二聚体受体材料，并将其用作有机太阳能电池的超分子稳定剂以构筑稳健的有机太阳能电池活性层形貌。通过引入二聚体稳定剂并优化其柔性连接单元的长度，受体混合物可以获得相较于小分子受体更高的玻璃化转变温度以及结晶起始温度，从而使得分子的扩散性受到抑制，活性层形貌更加稳定。进而，基于二聚体稳定剂的三元器件，在实现超过19%的高器件性能的同时，表现出burn-in损失消除的特点，在最大功率点监测600h后仍能维持初始效率的98%。

这项研究工作，不仅为消除有机太阳能电池的burn-in损失提供了一种可靠的方案，也为未来用于商业化部署的高效稳健有机太阳能电池的研发提供了指导和帮助。

该工作以“Eliminating the Burn-in Loss of Efficiency in Organic Solar Cells by Applying Dimer Acceptors as Supramolecular Stabilizers”为题，发表在Advanced Materials期刊上，论文的通讯作者是香港城市大学的Alex K.-Y. Jen教授，李彦勋博士和齐峰博士为文章的共同第一作者。

TOC:二聚体受体作为有机太阳能电池的超分子稳定剂以消除器件效率的Burn-in损失。

图1.二聚体稳定剂的性质。

图2.基于二聚体稳定剂的器件性能。

图3.二聚体稳定剂消除器件效率burn-in损失的机理研究。

图4.二聚体稳定剂对活性层材料分布的影响。

图5.二聚体稳定剂对活性层形貌的作用。

Li, Y. et al. Eliminating the Burn-in Loss of Efficiency in Organic Solar Cells by Applying Dimer Acceptors as Supramolecular Stabilizers. Adv. Mater.

Doi:10.1002/adma.202313393

https://doi.org/10.1002/adma.202313393

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