AM：全聚合物电池迎来17.59%高效率！直流非均匀电场辅助刮涂法制备高性能厚膜

厚活性层（>300 nm）的引入是实现有机太阳能电池（OSCs）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。

本研究山东大学殷航、郝晓涛、香港科技大学颜河、武汉大学闵杰和孙瑞等人提出了一种简单有效的方法，在刮涂过程中使用直流（DC）电场调控全聚合物OSCs中体异质结（BHJ）薄膜的形貌。通过该方法，实现了有利的垂直相分布，有效降低了电子渗透阈值，提升了器件性能。采用该方法，刮涂制备的厚膜全聚合物器件实现了17.59%的优异效率，是该类别中的最佳性能。

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。

文章亮点：

1. 首创直流电场辅助刮涂技术：在刮涂过程中施加直流电场，有效调控全聚合物体系的垂直相分布，显著降低电子渗透阈值，提升电荷传输效率。

2. 实现厚膜全聚合物OSC最高效率：PM6:PY-TYT2-5体系在350 nm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。

3. 具备产业化应用潜力：该方法适用于大面积（1 cm²）器件制备，表现出良好的热稳定性和工艺兼容性，为OSC的大规模印刷制造提供新路径。

B. Shi, Y. Li, J. Sun, et al. “ High-Performance Thick-Film All-Polymer Solar Cells Enabled by a Blade-Coating Process Assisted by a Direct Nonuniform Electric Field.” Adv. Mater. (2025): e05313.

https://doi.org/10.1002/adma.202505313

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