【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，北京理工大學化學與化工學院碩士研究生王英琦獨立一作在化學工程領(lǐng)域頂級期刊《Chemical Engineering Journal》上發(fā)表題為“Dual-acceptor synergy enables hierarchical morphology for efficient exciton and charge dynamics in as-cast organic solar cells”的研究論文。北京理工大學為唯一通訊單位，安橋石特別研究員和王金亮教授為共同通訊作者。
 

　　溶液加工的有機太陽能電池(OSCs)憑借色彩豐富、半透明、機械柔性等獨特優(yōu)勢，在光伏建筑一體化及柔性可穿戴電子領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景。近年來，單結(jié)OSCs的能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)已突破20%，達到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用門檻。然而，高效率器件通常依賴于熱溶液/基片、溶劑/固體添加劑、熱/溶液退火等復(fù)雜的處理工藝來優(yōu)化活性層形貌，導致生產(chǎn)成本上升、批次重復(fù)性差、大面積生產(chǎn)工藝不兼容等問題。因此，發(fā)展制備工藝簡單、無需額外優(yōu)化的鑄態(tài)OSCs具有重要的科學意義與應(yīng)用前景。
 

　　在本工作中，研究團隊將聚合物給體D18與兩個結(jié)構(gòu)相似的小分子受體Y6-BO和L8-BO共混，基于非鹵化溶劑成功制備了高效鑄態(tài)三元OSCs。系統(tǒng)研究表明，Y6-BO與D18之間較低的結(jié)合能及其非線性聚集行為，賦予了D18:Y6-BO體系更長的擴散/成核階段但更短的晶體生長與相分離過程。雙受體的協(xié)同作用可同步延長分子自組裝與相分離過程，誘導活性層形成具有分級結(jié)構(gòu)的理想形貌，從而同時提升激子解離和電荷傳輸效率。此外，通過精細調(diào)控Y6-BO/L8-BO比例，三元器件在短路電流密度與開路電壓之間實現(xiàn)了優(yōu)化平衡。最終，當L8-BO含量為20 wt%時，基于非鹵化溶劑的鑄態(tài)三元OSCs獲得了19.84%的創(chuàng)紀錄效率，填充因子高達81.39%，顯著優(yōu)于兩個二元對照器件。
 

　　本工作揭示了雙受體協(xié)同調(diào)控成膜動力學與形貌演化的內(nèi)在機制，針對鑄態(tài)有機太陽能電池中激子解離與電荷傳輸對活性層形貌的矛盾需求，提出了切實可行的調(diào)控策略，為實現(xiàn)高效、環(huán)保、低成本有機光伏的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了新思路。
 

　　本研究得到了中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費的資助及北京理工大學分析測試中心的支持。
 

　　引用：北理工團隊在綠色鑄態(tài)有機光伏電池方面取得重要進展 北京理工大學 【引用時間：2026年6月17日】