北京化工大学谭占鳌教授团队:层层制备有机太阳能电池:形貌优化策略与加工技术

本文来源于Aggregate， 欢迎浏览！

文章简介

有机太阳能电池（OSCs）具有质量轻、柔性可卷、大面积溶液加工等优点，近年来得到了快速发展。在构筑有机光伏活性层时，采用本体异质结（BHJ）结构是目前制备高性能电池器件的主要途径，然而该结构在微观形貌方面，包括垂直组分分布、相区尺寸与纯度、分子取向、结晶度等，仍面临着较多挑战；除此之外，BHJ光伏器件的性能对其加工条件非常敏感，很大程度上限制了该类光伏器件在未来大尺寸模组加工中的应用。最近，随着新型材料体系的开发以及器件加工技术的逐渐成熟，逐层加工（LBL）给受体活性层制备光伏器件的方法时隔多年又再一次进入研究人员的视线中，并表现出与传统BHJ结构可媲美的光伏性能，以及面向大面积印刷加工技术的更大潜力。LBL结构由于其独特的加工特点，可以实现与D/D:A/A或p-i-n结构类似的伪双层结构，能够获得良好垂直相分离的结构。这不仅为器件的光电转换过程提供了足够的激子解离界面，而且为电子和空穴的输运和提取提供了独立的传输通道，从而有效提高器件的光伏性能。目前，三元LBL器件的效率已经突破18%，LBL大面积器件(11.52 cm2)的效率也已突破11.9%，表现出了巨大的应用潜力。

该综述中，作者对LBL结构在激子解离、电荷传输与复合、稳定性以及加工性能方面的结构优势进行了梳理；着眼于LBL OSCs各类加工技术的演变；并主要总结了LBL结构OSCs的最新进展，尤其是研究人员在形貌调控方面提出的各类策略，包括采用正交溶剂、引入添加剂、多元给受体、热退火等。尽管LBL OSCs近年来的发展十分突出，但相比于传统BHJ器件的发展仍显落后，作者在最后针对其未来的发展与挑战提供了重要参考。

图1: LBL OSCs的加工技术与形貌调控策略

该综述论文以“Layer-by-Layered Organic Solar Cells: Morphology Optimizing Strategies and Processing Techniques”为题发表于 Aggregate 期刊，论文第一作者为北京化工大学材料科学与工程学院于润楠副教授，通讯作者为北京化工大学软物质科学与工程高精尖创新中心谭占鳌教授。

点击阅读原文

《聚集体（英文）》（Aggregate）创刊于2020年，是由华南理工大学、广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院、Wiley 出版社三方合作创办的开放获取式英文学术期刊（双月刊）。本刊致力于报道出版“聚集”过程中的基础和应用研究的前沿科学，包括但不限于材料、化学、物理、生物以及应用工程等领域。聚集体科学研究范围广泛，单分子层次之上均可视为聚集体。特别是功能材料、化学、物理、生物技术、生命科学以及应用工程等领域的重要进展，为学术界搭建一个交流思想和意见的新平台，去分享聚集体研究的新发现和新突破，讨论聚集体研究的挑战和机遇。期刊于2023年获得首个影响因子18.8，JCI指数1.47，先后收录于DOAJ、ESCI、CAS等数据库。

点击投稿