北京
中国科学院化学研究所李永舫、苏州大学崔超华、吴月等人围绕有机太阳能电池规模化、产业化制备难题开展了深入研究。大气环境下的可规模化制备是有机太阳能电池产业化落地的核心前提，然而刮刀涂布工艺在制备L8-BO受体薄膜时，普遍存在薄膜形貌难以精准调控、分子团聚失衡的问题，同时面临显著的热力学与动力学调控瓶颈。针对上述技术痛点，该团队自主合成功能性成核剂BO-4I，用于优化刮刀涂布过程中L8-BO受体的聚集组装行为。
BO-4I具有独特的分子组装特性，其分子主链π堆积作用较弱、烷基链堆砌作用较强，能够有效降低L8-BO的成核势垒、平缓聚集动力学过程，大幅拓宽分子有序堆积的结晶调控窗口。该成核剂可实现热力学与动力学的双重协同调控：一方面作为结晶模板提供丰富的异相成核位点，引导分子均匀生长；另一方面可有效抑制L8-BO烷基链的无序缠结，打破单一的定向结晶模式，优化整体结晶质量。结合风刀后处理工艺后，体系调控效果进一步强化，可在大气环境下直接通过刮刀涂布制备得到形貌优异、具备纳米级双连续互穿网络结构的D18/L8-BO:BO-4I活性层，构筑理想的相分离结构，显著提升薄膜电荷输运能力。
得益于BO-4I与风刀工艺的协同改性效应，优化后的D18/L8-BO基有机太阳能电池光电转换效率由对照组的9.88%大幅提升至19.41%，创下当前大气环境刮刀涂布有机光伏器件的最高效率纪录。与此同时，该团队成功制备出活性面积为11.9 cm²的大面积柔性光伏模组，实现了14.75%的优异光电转换效率，充分验证了该策略在大面积柔性有机太阳能电池量产中的应用潜力。此外，该制备工艺无需基底加热，且适配无卤绿色溶剂体系，兼具低成本、绿色环保与可印刷加工的优势，为高效率、高稳定性有机光伏器件的商业化发展提供了极具实用性与可持续性的技术方案。
Thermodynamic and Kinetic Regulation of Acceptor Layer for Efficient Ambient-Air-Blade-Coated Flexible Organic Photovoltaic Modules
Shumin Shen, Yue Wu, Dongling Zhang, Wei Gao, Yao Li, Hang Yang, Chaohua Cui, Yongfang Li
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.76886
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