控制墨水状态,轻松制备高效稳定的有机太阳能电池
作者: aeks | 发布时间: 2026-03-09 14:01 | 更新时间: 2026-03-09 14:01
学科分类: 光学工程 化学工程与技术 材料科学与工程 电子科学与技术
有机太阳能电池(OSCs)因质轻、环保、可溶液加工等优势备受关注,但其产业化长期受限于两大瓶颈:一是难以从实验室小面积器件(<0.1 cm²)高效、均匀地放大到大面积模块;二是依赖人工操作,难以适配机器人或卷对卷等自动化产线。本文报道了一种基于寡聚物添加剂Tz6T的“墨水态预聚集调控”策略,成功破解上述难题。Tz6T具有富噻吩的π共轭骨架,能同时与给体(PM6)和非富勒烯受体(如L8-BO、BTP-eC9)发生协同作用,引导二者在溶液中形成更有序、更稳定的预聚集结构。这种预组织的墨水带来三重关键改善:第一,成膜过程更平缓可控,显著抑制双分子复合,提升电荷传输效率——小面积器件效率从18.8%提升至20.2%,大面积模块(19.3 cm²)效率达16.4%;第二,预聚集结构增强了墨水的“时间鲁棒性”,有效缓解机器人点样、转移等工序中数秒级延迟导致的溶剂挥发与相分离漂移,使全自动机器人制备的器件效率从15.1%升至16.8%;第三,更均匀致密的分子堆积减少了孤立缺陷域的形成,大幅提升了器件在真实户外环境(沙特高温强光下连续33天)下的稳定性,老化后仍保持初始性能的86%(对照组仅76%)。该策略已在PM6:L8-BO和PM6:BTP-eC9等多种主流材料体系中验证,且兼容绿色溶剂工艺,无需复杂设备改造,具备极强的普适性与产业化潜力。研究不仅提供了一条兼顾高效率、高稳定性与高可扩展性的技术路径,更标志着有机光伏正加速迈向智能、绿色、可规模放大的工业新时代。