北京航空航天大学孙艳明、JingyiKong团队针对高性能有机太阳能电池（OSCs）工业化量产瓶颈，提出了高效的改性策略。目前高性能有机太阳能电池普遍采用氯仿制备以获得最优活性层形貌，但氯仿成膜速度快、工艺窗口狭窄，极大限制了器件的工业化规模化应用。因此，降低活性层制备的溶剂依赖性，是推动有机太阳能电池量产落地的核心突破口。
针对该难题，该团队开发了挥发性固体添加剂辅助改性技术，引入2,6‑二甲基萘（2,6‑DMN），实现多类加工溶剂下薄膜成膜动力学与分子聚集行为的精准调控。2,6‑DMN可对成膜过程实现分阶段精准调控：在旋涂过程中抑制受体无序聚集，在热退火过程中诱导受体分子在给体基体内有序自组装，精准控制整体成膜动态过程。
该两段式调控机制能够优化给体‑受体相互作用，有效解决高沸点溶剂易引发的受体过度聚集问题，从根本上抑制有损器件性能的大规模相分离。在2,6‑DMN的改性作用下，氯仿、氯苯、邻二甲苯等不同溶剂制备的活性层均具备均匀规整的微观形貌，实现了分子堆叠与相结构的同步优化。
优化的活性层形貌可协同促进激子高效解离与电荷快速传输，显著消除不同加工溶剂带来的器件性能差异，有效解决了有机太阳能电池高度依赖溶剂种类的行业痛点。依托该策略，团队采用无卤邻二甲苯溶剂制备的PM6:D18:L8‑BO‑X三元有机太阳能电池，光电转换效率达到20.86%，刷新了无卤溶剂加工有机太阳能电池的效率纪录。
该研究充分证实了固体添加剂在削弱溶剂选择性、提升制备工艺兼容性方面的优异效果，为开发高性能、可规模化制备的有机太阳能电池提供了切实可行的技术方案。
文献信息
ReducingSolventSelectivityviaSolidAdditive-AssistedStrategyEnablesOrganicSolarCellsWithApproaching21%Efficiency
JialiSong,XianqiangXie,JingyiKong,YuchenLuan,JunjieZhang,ZhenFu,HongxiangLi,KangningZhang,ZhenWang,QianboDeng,MingxuZhou,JinfengLiu,MinGyuKang,LinglongYe,WeiLi,LajuBu,JianqiZhang,HanYoungWoo,GuanghaoLu,XiaotaoHao,YanmingSun
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.74452
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