浙大陳紅征AM：PCE 19.05%！溶劑浴熱退火技術(shù)提升OSCs及組件性能

主要內(nèi)容

熱退火是優(yōu)化有機太陽能電池（OSCs）本體異質(zhì)結(jié)（BHJ）形貌的關(guān)鍵步驟，但傳統(tǒng)空氣氛圍熱退火（TA）存在薄膜降解和加熱不均的問題。為此，浙江大學(xué)陳紅征、胡偉飛團(tuán)隊提出一種新型后處理工藝 —— 溶劑浴熱退火（STA），可在空氣環(huán)境下對大面積有機太陽能電池活性層實現(xiàn)高效熱退火。

在 STA 工藝中，本體異質(zhì)結(jié)薄膜加熱時被浸泡在全氟十氫化萘（PFD）浴中，既能保證熱分布均勻，又能有效隔絕氧氣和水汽。該方法克服了傳統(tǒng)空氣退火的關(guān)鍵局限性，使活性層呈現(xiàn)出優(yōu)化的垂直組分分布，結(jié)晶度顯著提升，分子堆積更緊密且結(jié)構(gòu)有序性更高，為電荷輸運創(chuàng)造了有利條件，進(jìn)而提升電荷傳輸效率、抑制非輻射復(fù)合，且這一效果不受退火氛圍影響。

基于 PM6/L8-BO 共混體系的有機太陽能電池經(jīng) STA 處理后表現(xiàn)出**性能：小面積電池光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）達(dá) 19.05%，大面積（20.25 平方厘米）組件光電轉(zhuǎn)換效率為 17.37%（認(rèn)證效率 16.75%），躋身同類尺寸有機太陽能組件已報道最高效率行列。同時，該工藝成功縮小了惰性氛圍與空氣氛圍加工條件下的器件性能差距，破解了傳統(tǒng)空氣退火 “效率與穩(wěn)定性不可兼得” 的難題，經(jīng)其處理的器件在持續(xù)光照和熱應(yīng)力下，工作穩(wěn)定性也顯著增強。

總體而言，陳紅征、胡偉飛團(tuán)隊開發(fā)的 STA 策略，通過全氟溶劑浴實現(xiàn)了空氣環(huán)境下的高效熱退火，且不犧牲器件效率與穩(wěn)定性，成功彌合了實驗室研究與實際應(yīng)用條件之間的鴻溝。這些進(jìn)展包括新型可規(guī)模化退火方法、大面積（經(jīng)認(rèn)證）有機太陽能組件的**效率，以及在多種給體 - 受體體系中的普適性，為 STA 工藝的實際應(yīng)用價值提供了有力支撐，也為高效穩(wěn)定有機太陽能組件的大面積量產(chǎn)提供了兼具可行性與經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)方案。

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