湖南
近日，南华大学李振业教授团队在Nature Communications（《自然-通讯》）发表重要研究成果，创新性地提出了一种基于自旋调控的激子动力学优化策略，通过开发新型二维铁磁MoPS3纳米晶，在活性层内自发形成弱内禀磁场并通过重原子效应增强自旋-轨道耦合，显著促进单重态激子向长寿命三重态激子的系间窜越过程，延长了激子扩散长度，并抑制了非辐射复合损失，最终实现厚膜有机太阳能电池光伏性能的显著增强，对推动有机太阳电池实现大规模卷应用具有重要的科学价值。李振业教授为论文第一作者及通讯作者，南华大学机械工程学院为论文第一署名单位。
据介绍，有机太阳能电池因轻质、柔性、可大面积卷对卷生产的特性，成为全球能源转型背景下光伏产业的重要发展方向，但厚膜化过程中激子扩散长度有限、非辐射复合严重等问题，一直是制约其产业化的核心瓶颈。李振业教授团队针对性提出解决方案，开发新型二维铁磁MoPS₃纳米晶，将其作为多功能添加剂掺入电池活性层。
该纳米晶可在活性层内自发形成弱内禀磁场，通过重原子效应增强自旋-轨道耦合，有效延长激子扩散长度、抑制非辐射复合，同时优化分子堆积结构、提升电荷迁移效率。实验显示，采用该策略后，D18-Cl:L8-BO体系在300nm厚膜下仍保持19.36%（认证值19.13%）的创纪录效率，且该技术可拓展至D18:L8-BO、PM6:Y6等多种材料体系，展现出广泛适用性。
这一成果不仅实现多体系有机太阳能电池效率的跨越式提升，更破解了厚膜器件效率衰减的行业难题，显著增强有机光伏技术的产业化潜力，对推动有机太阳能电池实用化进程、助力“双碳”目标实现具有重要科学价值和应用意义，也彰显了南华大学在相关领域的科研创新实力。
通讯员伍资姿
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