近日，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室的最新研究成果以“Mastering morphology of non-fullerene acceptors towards long-term stable organic solar cells”为题在Nature Communications上发表。该工作通过调控含酰亚胺苯并三唑单元 (PTzBI) 的聚合物给体与非富勒烯受体组成活性层的热性能和分子堆积行为，构建了高效稳定的有机太阳电池。

团队成果在Nature Communications上发表

 由于非富勒烯受体杰出的光学和电学特性，以及与共轭聚合物给体良好的相容性，有机太阳电池的能量转换效率已超过18%。除能量转换效率外，长期稳定性/寿命在决定光伏技术应用的成功与否方面也起着十分关键的作用。研究工作中，通过整合两个结构相似的非富勒烯受体，可以系统地调节其热性质和形貌特性，构建了高效稳定的有机太阳电池。基于活性层PTzBI-dF:L8BO:Y6的器件实现了18.26%的能量转换效率和杰出的热稳定性。于85 ℃连续加热1400小时后，仍可以保持近95%的初始性能。利用掠入射广角X射线散射，共振软X射线散射，透射电子显微镜和光谱分析进行了系统的研究，表明整合L8BO和Y6非富勒烯组分，不仅可以调节活性层形貌，还可以有效地稳定本体异质结中的非晶相聚集，抑制了器件中的陷阱积累与电荷复合。在进一步优化有机太阳电池光伏性能的同时，也提升了器件的热稳定性，为该领域实现商业化应用提出了全新的研究思路。

 安康博士、钟文楷博士、彭沣博士是本研究工作的共同第一作者，通讯作者为华南理工大学的李宁教授、黄飞教授和应磊教授。该工作还得到了华南理工大学吴宏滨教授，上海交通大学刘烽教授和美国劳伦斯伯克利国家实验室王诚研究员的帮助。该项工作受到国家重点研发计划，广东省基础与应用基础研究基金，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室基金，国家自然科学基金和中国博士后科学基金的支持。（文/安康，初审/曾晓峰，复审/彭树立，终审/孟勋）

 论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-38306-x

 图1：受限的结晶/聚集可获得稳定的非晶相；这种稳定的非晶相与活性层抑制的陷阱密度积累有关，在1400小时85 °C持续热应力下，器件参数稳定。

 附：通讯作者简介

 李宁，教授、博士生导师，2022年加入华南理工大学材料科学与工程学院/发光材料与器件国家重点实验室。主要研究新一代光电功能器件，包括有机、钙钛矿太阳电池的新型器件结构，先进加工技术以及产业化应用；注重探索新型光电器件在交叉学科领域的研究与应用，并且与多种前沿技术相结合，包括高通量自动化研究、机器学习、数字孪生、模拟和大数据方法等。近年来在Nature Energy、Science等国际学术期刊上发表了超过170篇论文，引用11000余次，H因子61。荣获多项国内外学术奖励，包括2015年FAU优秀博士毕业生，2017年FAU优秀青年科学家，2017年日本材料学会青年科学家奖，2018年德国年度十佳青年科学家，2022年科睿唯安全球高被引科学家（交叉学科）等。

 黄飞，教授、博士生导师，国家杰出青年基金获得者，教育部长江学者特聘教授。现任华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室副主任。主要从事有机聚合物光电材料与器件方面的研究，在新型水醇溶界面材料及界面调控方法、新型聚合物光伏材料与器件等方向做出了系列创新成果。曾获教育部首届青年科学奖，美国化学会Arthur K. Doolittle Award奖，两次参与获得国家自然科学二等奖。任高分子学报副主编，Sci China Chem等刊物编委，中国材料学会高分子分会副秘书长。

 应磊，教授、博士生导师，2009年6月于华南理工大学获得博士学位；2009年6月到2012年12月在美国加州大学圣塔芭芭拉分校从事博士后研究；2013年作为引进人才到华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室工作。目前主要从事有机光电功能材料研究及产业转化，包括高迁移率有机半导体材料、有机光伏及光探测材料、柔性AMOLED发光层材料的开发及产业化放大关键技术。作为课题负责人承担国家重点研发计划项目，主持国家自然科学基金优青/面上项目、广东省自然科学基金卓越青年团队项目、广东省杰青项目以及多项企业横向合作项目。在Nat Photonics, Nat Energy, Nat Commun, Sci China Chem等期刊发表SCI论文200余篇，被引用12000次，H因子51。