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近日，山東大學(xué)物理學(xué)院有機光電子學(xué)團隊在有機太陽能電池器件穩(wěn)定性物理機制研究中取得新進展，相關(guān)研究成果以“Suppressing Kinetic Aggregation of Non-Fullerene Acceptor via Versatile Alloy States Enables High-Efficiency and Stable Ternary Polymer Solar Cells”為題在線發(fā)表于國際權(quán)威期刊Advanced Functional Materials(影響因子16.836)上。論文第一作者為物理學(xué)院2018級博士研究生張康寧，通訊作者為郝曉濤教授，山東大學(xué)為第一作者單位和唯一通訊作者單位。


有機太陽能電池與傳統(tǒng)的無機半導(dǎo)體太陽能電池相比具有質(zhì)輕，全、半透明，成本低和可溶液加工等優(yōu)點而被廣泛關(guān)注。自2020年以來，基于Y系列非富勒烯受體的有機光伏器件的光電轉(zhuǎn)換效率相繼超過了18%，使其接近了商業(yè)化應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)值。然而，除了致力于獲取更高的器件效率外，目前有機太陽能電池較差的穩(wěn)定性則是其走向?qū)嶋H應(yīng)用的另一個重要挑戰(zhàn)。因此，改善器件長期的穩(wěn)定性是目前有機光伏領(lǐng)域中研究的熱點和難點。


在有機太陽能電池眾多的衰減機制中，其光活性層體異質(zhì)結(jié)形貌從亞穩(wěn)態(tài)向穩(wěn)態(tài)的動力學(xué)演化不可忽視。針對這一問題，郝曉濤教授團隊與上海高等研究院、河南師范大學(xué)相關(guān)課題組合作通過分別引入給體和受體合金態(tài)成功制備出了兼?zhèn)涓咝逝c穩(wěn)定性的三元非富勒烯有機太陽能電池，并應(yīng)用瞬態(tài)吸收光譜和時間分辨熒光顯微成像技術(shù)以及同步輻射表征手段揭示了兩種合金態(tài)在抑制非富勒烯受體動力學(xué)聚集方面獨特的穩(wěn)定性功能。

相關(guān)研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目、晶體材料國家重點實驗室和山東省重大基礎(chǔ)研究項目等的大力支持。 

原標(biāo)題：山東大學(xué)在有機太陽能電池穩(wěn)定性物理機制研究中取得新進展