侧链工程助力有机太阳电池大面积模组效率突破14%

有机太阳电池(OSCs)由于其在高通量印刷制备大面积太阳能电池板和彩色半透明器件方面的巨大潜力而受到广泛关注。近年来，得益于非富勒烯受体(NFAs)的快速发展，尤其是Y6及其衍生物的开发，有机太阳电池在光电转换效率(PCE)方面取得了一系列突破。然而，这些高效的器件大多是通过旋涂工艺制备的小面积器件，大面积模组器件的效率仍然远远落后。另外，这些高效的小面积器件大多是采用具有毒性的卤素溶剂（如氯仿、氯苯等）加工而成，在制备大面积模组器件时，这些有毒溶剂对人体和环境的威胁不容忽视。

近日，华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室黄飞教授课题组在有机太阳电池大面积模组器件方面开展了研究工作。在该研究中，他们将烷基侧链工程引入到材料结构的设计中，合成了一种带有长支化烷基链（2-DT）的非富勒烯受体(DTY6)。长支化烷基链（2-DT）的引入提高了DTY6在非卤素溶剂中的溶解性，并有效拟制了其在成膜过程中的过度聚集行为。他们将DTY6与聚合物给体PM6共混，使用绿色溶剂二甲苯作为加工溶剂，制备了18 cm²的大面积模组器件，获得了超过14%的光电转换效率（经国家光伏产业计量测试中心认证效率为13.98%），远远高于此前文献报道的同类面积模组器件效率。

相关研究工作以“Single-Component Non-Halogen Solvent Processed High Performance Organic Solar Cell Module with Efficiency over 14%”为题发表在Joule期刊上。该文章共同第一作者为华南理工大学董升博士和贾涛博士，张凯博士和黄飞教授为本文共同通讯作者。