北京
有机太阳能电池（OSCs）的光电转换效率（PCE）已突破 20%，但器件长期工作稳定性，尤其是紫外光照条件下的抗辐照稳定性，仍是限制其产业化应用的核心瓶颈。针对该问题，东南大学姚惠峰、中国科学院化学研究所侯剑辉等人提出一种高效的分子工程改性策略，开发了酰胺功能化苯并三唑（BTA）基紫外下转换材料 BTA-4，实现了有机太阳能电池光电性能与光稳定性的协同提升。研究通过引入极性酰胺基团精准调控分子间相互作用与激发态平面构型，显著优化了材料光学性能。
理论模拟与光谱测试结果表明，BTA-4 具备优异的本征发光特性，固态光致发光量子产率（PLQY）可达 85.85%。其红移发射光谱可与器件活性层的高响应光谱区间精准匹配，实现高效紫外 - 可见光下转换，大幅提升光利用效率。相较于未改性的 BTA-1 及商用紫外阻隔剂 UV-326，优化后的 BTA-4 兼具更强的紫外吸收能力、光谱红移特性与超高固态发光效率。将最优掺杂比例的 BTA-4 复合聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为封装层，所制备的 OSC 器件最优光电转换效率可达 20.3%，优于传统紫外防护体系。同时，BTA-4/PDMS 封装结构可有效抑制活性层给体与受体材料的光降解，缓解器件光漂白现象，显著改善紫外辐照胁迫下的器件衰减问题，使高强度紫外光照射后的器件效率保有率维持在 80% 以上。
该研究充分证实了下转换材料分子精准设计的重要价值，为高性能有机太阳能电池的紫外光管理提供了新思路，也为下一代有机光电器件同步实现高效率与高耐久性提供了可靠的技术方案。
Enhancing Efficiency and Stability of Organic Solar Cells via Amide-Functionalized UV Down-Converters
Wentao Lu, Mingfei Li, Tongyu Ju, Wei Mao, Jingshu Ma, Dashun Huang, Wenqi Gong, Zheng Xie, Haiwen Qin, Jiahe Jiang, Xinyi Wu, Guanlin Wang, Yong Cui, Jianhui Hou, Huifeng Yao
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.73839
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