近日，我校材料與化學化工學部李耀文教授課題組在《自然·材料》（Nature Materials）上，發(fā)表了題為“Organic solar cells with 20.82% efficiency and high tolerance of active layer thickness through crystallization sequence manipulation”的研究論文。
該論文解決了有機太陽能電池效率（PCE）隨活性層膜厚增加急劇衰減的問題，獲得紀錄認證效率的小面積單節(jié)（PCE = 20.43%，0.062 cm2）和大面積模組（PCE = 18.04%，15.03 cm2）有機太陽能電池。論文以蘇州大學為第一及唯一通訊署名單位發(fā)表。第一作者為我校博士后陳海陽，通訊作者為李耀文。
當前，高效率有機太陽能電池通?；诩s100nm的薄膜活性層制備，在高通量印刷時易產(chǎn)生孔洞，而活性層厚度增加會導致電池效率急劇降低，嚴重制約了其產(chǎn)業(yè)化進程。為了解決上述問題，李耀文教授課題組率先提出了活性層材料順序結(jié)晶策略，實現(xiàn)了給、受體材料結(jié)晶在時間和空間上的多維度協(xié)同調(diào)控，獲得了高結(jié)晶度、本體異質(zhì)結(jié)梯度分布的活性層，有效延長了活性層中載流子擴散長度?；?/span>100、250、400nm活性層制備的小面積（0.062cm2）有機太陽能電池均獲得了紀錄認證效率（20.43%，19.15%，17.93%），顯著降低了電池效率對活性層厚度的敏感性。得益于此，基于高通量印刷制備的厚膜活性層，大面積（15.03cm2）模組創(chuàng)下18.04%的紀錄認證效率。該工作解決了可高通量印刷有機光伏大面積模組制備過程中的瓶頸問題，將加速推動有機太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化進程。
圖：機理示意圖、組件示意圖及效率曲線
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41563-024-02062-0
