南昌大學(xué)陳義旺Angew：借自由基清除劑，開啟高效有機(jī)太陽能組件環(huán)境制備新篇

主要內(nèi)容

在環(huán)境空氣條件下制備的有機(jī)太陽能電池（OSCs），相較于在氮?dú)馐痔紫渲屑庸さ钠骷?，始終存在顯著的光電轉(zhuǎn)換效率差距。這種效率差異已成為制約有機(jī)太陽能電池實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用的核心瓶頸。究其根源，有機(jī)電子傳輸層（ETL）材料在空氣環(huán)境中的不穩(wěn)定性，會(huì)直接導(dǎo)致載流子傳輸特性劣化，進(jìn)而顯著降低器件的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）。

南昌大學(xué)陳義旺教授與胡笑添教授聯(lián)合團(tuán)隊(duì)，基于抗氧化策略開展系統(tǒng)性研究。通過將抗氧化劑C60-OH摻雜至PDINN材料中，團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了具有空氣穩(wěn)定性的電子傳輸層體系，首次實(shí)現(xiàn)了有機(jī)太陽能電池的全空氣制備工藝。這一突破性進(jìn)展有效解決了傳統(tǒng)工藝對(duì)惰性氣體環(huán)境的依賴問題。

經(jīng)抗氧化策略優(yōu)化后，基于PM6:BTP-eC9和PM6:PTQ10:BTP-eC9（鄰二甲苯）活性層的綠色有機(jī)太陽能電池，在環(huán)境空氣中制備的光電轉(zhuǎn)換效率分別達(dá)到19.35%和20.22%。值得注意的是，C60-OH的摻雜不僅提升了效率，更顯著改善了器件的運(yùn)行穩(wěn)定性——其T??壽命（效率衰減至初始值80%所需時(shí)間）突破1060小時(shí)，較未摻雜器件（416小時(shí)）提升近1.6倍。此外，基于PDINN:C60-OH復(fù)合體系制備的大面積（25 cm2）組件，仍保持16.47%的光電轉(zhuǎn)換效率，展現(xiàn)出良好的規(guī)?；瘧?yīng)用前景。

該研究通過分子工程手段解決了有機(jī)光伏器件空氣制備的關(guān)鍵難題，為開發(fā)高效穩(wěn)定的光伏材料體系提供了新思路，對(duì)推動(dòng)有機(jī)太陽能電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程具有重要意義。

文獻(xiàn)信息

Ambient Processing of High-Efficiency Organic Solar Modules Enabled by Radical Scavengers

Min Wen, Siqi Liu, Haojie Li, Hanlin Wang, Shumin Zeng, Chenzhuo Zhang, Qianjin Liu, Lei Li, Hongxiang Li, Prof. Xiaotian Hu, Prof. Yiwang Chen

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.202510765

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