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  有機(jī)光伏電池（OPV）具有重量輕、制作工藝簡(jiǎn)單、可通過(guò)低成本的印刷工藝制備大面積柔性器件等突出優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。隨著光伏效率的大幅提升，OPV領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展到由實(shí)驗(yàn)室向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵階段。如何進(jìn)一步推進(jìn)光伏效率的提升，同時(shí)有針對(duì)性地解決大面積制備中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題是目前研究的重點(diǎn)。

  在北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心、國(guó)家自然科學(xué)基金委、科技部的支持下，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的侯劍輝研究員團(tuán)隊(duì)圍繞大面積OPV電池關(guān)鍵材料和器件制備開(kāi)展了系列研究。針對(duì)大面積加工工藝，研究了活性層和界面層（Adv. Mater. 2018, 30,1704837; Adv. Mater. 2019, 31; 1903441; Joule 2019, 3, 1）的涂布加工方法對(duì)光伏性能的影響，采用涂布印刷方式制備的電池取得了優(yōu)異的光伏效率（Adv. Mater. 2019, 31, 1808356）。 

圖1 （a）刮刀涂布示意圖（b）電池的光伏效率對(duì)比。 

  近期，該團(tuán)隊(duì)基于聚合物給體材料PBDB-T-2Cl和新型非富勒烯受體Y6組合，在300 nm活性層厚度的電池中獲得了14.3%的光伏效率（Sci. China Chem. 2020, 63, 21），證明該體系具有良好的膜厚耐受性，這對(duì)大面積涂布加工非常有利。通過(guò)對(duì)受體材料進(jìn)行進(jìn)一步端基修飾和烷基鏈優(yōu)化，研究人員制備了具有較低能量損失和良好加工性能的BTP-4Cl-12；基于該材料，團(tuán)隊(duì)采用旋涂法制備的小面積（0.09 cm²）電池實(shí)現(xiàn)了高達(dá)17%的光伏效率。使用刮刀涂布法制備的1 cm²電池仍然能夠保持15.5%的PCE，是同等較大面積OPV電池取得的最高結(jié)果，初步證明了這類(lèi)高效率材料體系的應(yīng)用潛力。相關(guān)研究工作發(fā)表在近期的《National Science Review》上，通訊作者是姚惠峰博士，第一作者是崔勇博士。 

  論文鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwz200