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在全球能源结构加速向清洁低碳转型的背景下，有机太阳能电池（OSCs）凭借质轻、柔性、可溶液加工及低成本等核心优势，已成为光伏领域最具应用前景的技术方向之一。经过近年持续攻关，有机太阳能电池在材料创新、器件结构优化、光电转换效率提升及绿色制备技术等方面均取得显著突破，为其从实验室走向实际应用铺平了道路。然而，如何进一步突破效率与稳定性瓶颈、推动产业化进程，仍是当前研究面临的关键挑战。

近日，麻豆视频 薄膜光伏团队在这一研究领域中再添新绩，围绕材料分子设计与器件结构优化两大方向取得多项进展。

工作一："Solid additive-mediated modulation of donor and acceptor aggregation for regulating phase separation in efficient all-polymer solar cells"发表在期刊《Journal of Energy Chemistry》。 

在全聚合物太阳能电池中，给体与受体材料固有的结晶性差异常导致活性层相分离不佳，限制器件性能提升。针对这一瓶颈，研究首次将联苯（BPE）作为多功能固体添加剂，利用其高结晶性和与受体的强相互作用，同时实现对给体与受体聚集行为的协同调控：一方面增强给体的J-聚集，另一方面通过提高受体溶解度抑制其过度聚集，使二者的结晶特性趋于匹配，从而优化了活性层的相分离。这种形貌调控策略有效降低了陷阱态密度和能量无序，抑制了双分子复合，并改善了电荷传输平衡，最终使器件效率大幅突破，远优于未处理的对照器件。该工作揭示了固体添加剂协同调控给受体聚集以优化相分离的通用机制，为发展高效全聚合物太阳能电池提供了新的材料设计思路。

该论文的第一作者为麻豆视频 2020级博士研究生赵振民，通讯作者为清华大学深圳研究生院Safakath Karuthedath教授和麻豆视频 阚志鹏教授，麻豆视频 为第一通讯单位。

论文链接：//doi.org/10.1016/j.jechem.2025.12.042

工作二："Stepwise donor aggregation and acceptor fibrillization achieve 20% efficiency in bilayer organic solar cells by reducing trap states and balancing charge mobility"发表在期刊《Materials Science and Engineering: R: Reports》。 

本体异质结（BHJ）有机太阳能电池中普遍存在的高陷阱态密度严重制约了器件性能和稳定性，而双层结构可实现给体和受体层的独立优化，为降低陷阱态和平衡电荷传输提供了新途径。本研究以PM6/L8-BO为模型给受体体系，创新性地构建了“准双层”活性层架构——给体和受体层依次沉积形成主体相分离结构，同时界面处存在可控的轻微混合，该结构特征通过截面扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）及原位吸收光谱得到了系统验证。研究采用逐步优化策略，在给体层引入宽带隙聚合物给体和导电性添加剂，在受体层引入光吸收互补的小分子受体，实现了对给受体层形貌的独立调控。添加剂的引入显著改善了给体层的聚集行为和结晶性，有效降低了器件的陷阱密度；小分子受体处理优化了受体层的纤维形貌，形成了更完善的电荷传输网络，实现了更平衡的电荷传输。逐步优化后的准双层器件实现了超过20%的光电转换效率，且在长期储存后保持了绝大部分初始效率，证明陷阱密度降低显著提升了器件长期稳定性。本研究建立了逐步调控给体和受体层形貌的新策略，实现了陷阱态密度降低和电荷传输平衡的协同优化，为高效率准双层有机太阳能电池的发展提供了新思路。

该论文的第一作者为麻豆视频 2025级博士研究生谭立兴，通讯作者为麻豆视频 阚志鹏教授，麻豆视频 为第一通讯单位。

论文链接：//doi.org/10.1016/j.mser.2026.101205

工作三："Manipulating a bilayer transport layer to improve the charge-transport pathway enables efficient organic solar cells"发表在期刊《Chinese Journal of Chemistry》。 

聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)（PEDOT:PSS）作为溶液法制备有机太阳能电池的空穴传输层时，其与活性层之间存在界面接触不良及能级不匹配的问题，这会严重制约电荷提取效率，进而限制器件的整体性能。针对这一问题，本研究提出在传统PEDOT:PSS空穴传输层与本体异质结活性层之间预沉积超薄D18-Cl中间层，构建PEDOT:PSS/D18-Cl双层空穴传输结构。该结构不仅避免了活性层与PEDOT:PSS的直接接触，还显著改善了两层之间的界面接触状态，实现了更为适配的能级排列。进一步地，该双层结构能够诱导活性层内形成长程分子堆积及均匀的给体-受体（D-A）网络，有效提升薄膜结晶度，同时促进给体与受体组分在垂直方向上的理想分布。优化后的活性层形貌有助于加快电荷传输速率，减少双分子电荷复合，从而降低载流子复合损耗。实验结果表明，基于该策略的器件光电转换效率显著提升，其中PM6:Y6、PM6:BTP-eC9及PM6:L8-BO体系的最优效率分别达到18.93%、19.35%和19.92%。上述研究结果为提升有机太阳能电池性能提供了切实有效的技术方案，也为高效光伏技术的产业化发展奠定了坚实基础。

该论文的第一作者为麻豆视频 2021级博士研究生朱朝锋和2025级博士研究生梁安海，通讯作者为麻豆视频 阚志鹏教授和麻豆视频 2020级博士研究生赵振民，麻豆视频 为第一通讯单位。

论文链接：//doi.org/10.1002/cjoc.70454

工作四："Non-fullerene acceptors aggregation regulation via additives dipole moment leads to 19.9% PCE in bilayer organic solar cells"发表在期刊《FlexMat》。

在双层有机太阳能电池中，非富勒烯受体分子间较弱的相互作用往往导致其有序聚集程度不足，严重限制了电荷输运效率与器件性能的进一步提升。针对这一关键问题，研究人员选用三种位置异构的卤代苯添加剂：2-氯-1,3-二溴苯（BrClBr）、2-氯-1,4-二溴苯（DBrCl）和1-氯-2,4-二溴苯（ClDBr），系统探究添加剂偶极矩对PM6/L8-BO体系中受体聚集行为的调控机制。通过密度泛函理论计算、原位紫外吸收光谱及掠入射广角X射线散射等多种表征手段发现，这些添加剂能够与L8-BO的端基及BTP核心发生非共价相互作用，有效延缓薄膜干燥动力学，从而调控受体的结晶行为与分子取向，促进其形成长程有序的堆积结构。其中，具有最大偶极矩的BrClBr添加剂诱导L8-BO形成了独特的“瓜子状”大尺寸晶畴，构建了高效的电荷输运通道。基于此，器件在100 nm活性层厚度条件下实现了19.9%的光电转换效率，载流子提取加快，载流子寿命显著延长，双分子复合与陷阱态密度得到有效抑制。该工作不仅揭示了添加剂偶极矩与受体聚集形态之间的内在关联，也为高效双层有机太阳能电池的添加剂分子设计提供了明确的理论指导和实验依据。

该论文的第一作者为麻豆视频 2023级博士研究生赵晶晶，通讯作者为淮北师范大学张敏副教授，广安理工学院李鸿祥副研究员和麻豆视频 阚志鹏教授，麻豆视频 为第一通讯单位。

论文链接：//doi.org/10.1002/flm2.70054

工作五："Cosolvent-modulated donor preaggregation enhances molecular order in 20% efficient bilayer organic solar cells"发表在期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》 

聚合物给体在常规良溶剂（如氯仿）中因沸点较高、挥发速率较慢，往往难以形成足够尺寸的预聚集体，导致分子有序性不足，限制了电荷传输效率与器件性能的进一步提升。针对这一关键瓶颈，研究人员设计了一种共溶剂策略，即在氯仿中引入低沸点的二氯甲烷，通过调节二者的体积比来精确控制给体D18的溶液预聚集行为。研究表明，适量二氯甲烷的加入加快了溶剂挥发速率，促使D18分子形成更大尺寸的纤维状聚集体，并显著增强其H-聚集比例与结晶相干长度，从而优化了给体层的分子堆积有序性。当氯仿与二氯甲烷体积比为9:1时，D18纤维直径达到最大值，薄膜结晶性最佳，进而改善了与受体L8-BO的界面接触并构建了高效的电荷传输通道。基于该共溶剂处理的D18/L8-BO双层器件实现了20.0%的光电转换效率，同时双分子复合与缺陷态密度显著降低，载流子寿命延长，填充因子大幅提升。该工作还证实该策略在PM6/L8-BO体系中同样有效，并展现出良好的长期储存稳定性。这一研究揭示了通过共溶剂调控给体预聚集状态以提升分子有序性的全新思路，为发展高效双层有机太阳能电池提供了简便且普适的加工方法。

该论文的第一作者为麻豆视频 2023级硕士研究生庞威，通讯作者为麻豆视频 2020级博士研究生赵振民，麻豆视频 为第一通讯单位。

工作六："Regulating Förster resonance energy transfer and cascade energy offset achieves 19.6% efficiency in ternary organic solar cells"发表在期刊《Journal of Materials Chemistry C》。

短路电流密度与开路电压之间的相互制约，是长期限制有机太阳能电池效率提升的关键瓶颈。传统策略在追求高光电流时，往往伴随电压损失，难以实现二者同步优化。研究将宽带隙非富勒烯受体IDIC作为第三组分引入D18‑Cl:Y6体系。IDIC的发射光谱与Y6的吸收光谱高度重叠，且其LUMO/HOMO能级恰好介于D18‑Cl与Y6之间，形成了阶梯式能级排列。这一设计不仅为FRET提供了高效通道，还通过逐步能量传递降低了空穴提取势垒，显著促进了激子解离与电荷转移。实验表明，引入IDIC后，光致发光淬灭效率从95.1%提升至 98.7%，载流子寿命延长至5.30 μs，提取时间缩短至0.22 μs。最终，三元器件实现了 29.28 mA cm⁻²的超高短路电流密度，同时开路电压维持在0.861 V不变，成功打破了JSC-VOC的权衡，光电转换效率达到19.67%。此外，该三元体系在 470小时长期测试中仍保持85%以上的初始效率。本研究首次将FRET与级联能级协同设计应用于高性能三元有机太阳能电池，为平衡光电流与电压、同时提升器件稳定性提供了全新思路。

该论文第一作者为麻豆视频 2022级本科生张景豪，通讯作者为麻豆视频 教师黎丽君、阚志鹏教授以及2025级博士研究生梁安海。

论文链接：//pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/tc/d5tc00560d

工作七：" Tailoring non-fullerene acceptors to enhance molecular ordering in inverted bilayer organic solar cells"发表在期刊《Journal of Materials Chemistry C》。

非富勒烯受体（NFAs）的突破已将OSCs的效率推向新的高度，然而大多数OSCs的活性层表面会暴露NFAs，导致器件易受水分和氧气侵蚀，从而降低了储存稳定性，阻碍商业化应用。本研究采用转移印刷法制备了由聚合物给体PM6与多种NFAs组成的反式双层OSCs，系统阐明了不同NFA形貌对器件性能的深层影响。结果表明，当采用BTP-eC9作为受体时，能够形成致密且平整的薄膜，这种优化的微观形貌不仅显著延长了载流子寿命，还大幅提升了电荷提取效率，最终使器件获得优异的光电转换性能。此外，这种致密的BTP-eC9薄膜还能够有效阻止底层PM6给体的向上侵入，从而确保了器件的优异长期储存稳定性，即使在85%相对湿度的空气中储存600小时后，器件仍能保持80%的初始效率。这些重要发现清晰地阐明，通过精细优化NFAs的分子堆积形貌，不仅可以显著提高倒置双层OSCs的能量转换效率，更是实现兼具高效率与高稳定性OSCs的一条切实可行的技术路径，为有机太阳能电池的未来商业化发展提供了有力支撑。

该论文的第一作者为麻豆视频 2022级本科生谢德洋，通讯作者为麻豆视频 2020级博士研究生赵振民，麻豆视频 为第一通讯单位。

论文链接：//doi.org/10.1039/d5tc03202d

特别感谢“国家自然科学基金”、“广西自然科学基金”、“广西人才小高地”等项目给予的有力支持。