有机光伏电池(OPVs) 的效率,正迅速提升。单结有机太阳能电池的效率,现已超过18%。这主要是采用了新非富勒烯受体及其分子结构的微调而实现的。尽管有机光伏电池OPV是高效的,但通常却表现出较低的操作稳定性,这主要是因为混合本体异质结光活性层的形态不稳定性,以及有机半导体材料本身固有较低光稳定性之间的复杂相互作用。为了实现商业化,了解这些有机材料的退化机理,以提高其稳定性,是至关重要的。

提升电池效率需要合理分子设计的新材料。英国帝国理工学院Joel Luke,Ji-Seon Kim等人研究了如何将类似的自下而上分子设计,应用于有机光伏电池OPV的稳定性。

具体来说,强调了关键的分子设计参数,并展示了每个参数如何影响不同的退化路径。展望未来,还提出了有机光伏电池OPV稳定性的分子起源,将是下一代有机光伏电池OPV的关键研究主题。此外,还讨论了实现这些设计规则所需的跨长度尺度工具,特别是原位拉曼光谱有望成为关键桥梁,用以连接分子尺度到纳米尺度及更高尺度的分子设计。


Luke, J., Yang, E.J., Labanti, C. et al. Key molecular perspectives for high stability in organic photovoltaics. Nat Rev Mater (2023). 

https://doi.org/10.1038/s41578-023-00606-5

https://www.nature.com/articles/s41578-023-00606-5


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