西北工業(yè)大學(xué)在有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層形貌調(diào)控領(lǐng)域取得研究新進(jìn)展

日前，西北工業(yè)大學(xué)微電子學(xué)院梁秋菊副教授在《物理化學(xué)學(xué)報(bào)》（IF10.9）在線發(fā)表了題為“Application of Crystallization Kinetics Strategy in Morphology Control of Solar Cells Based on Nonfullerene Blends”的論文。目前該論文已入選ESI高被引及熱點(diǎn)論文。

太陽(yáng)能電池能夠有效地將光能轉(zhuǎn)換為電能，是可再生能源的重要組成部分，同時(shí)是助力我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”與“碳中和”目標(biāo)的重要途徑，已在清潔能源領(lǐng)域占據(jù)重要地位。在高性能材料開(kāi)發(fā)、活性層形貌及器件工藝優(yōu)化的推動(dòng)下，器件能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破19%。

太陽(yáng)能電池的基本結(jié)構(gòu)包括陰極、陽(yáng)極、相應(yīng)的界面層及活性層，其中活性層形貌對(duì)器件性能有著重要影響。然而，由于活性層中給體與受體分子在成膜過(guò)程中結(jié)晶存在競(jìng)爭(zhēng)耦合；此外，活性層的結(jié)晶和相分離往往同時(shí)發(fā)生，導(dǎo)致形貌可控性差。針對(duì)上述問(wèn)題，該論文從活性層形貌調(diào)控角度切入，詳細(xì)介紹了課題組近年來(lái)在有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層形貌調(diào)控相關(guān)工作，并闡述了通過(guò)結(jié)晶動(dòng)力學(xué)路徑優(yōu)化活性層形貌的策略。通過(guò)將動(dòng)力學(xué)因素與熱力學(xué)因素相結(jié)合，在全聚合物、聚合物/非富勒烯小分子及全小分子共混體系實(shí)現(xiàn)了活性層相分離結(jié)構(gòu)、相區(qū)尺寸、結(jié)晶度及分子取向的精細(xì)調(diào)控，并建立了活性層形貌與器件性能之間構(gòu)效關(guān)系，為制備高性能器件奠定了基礎(chǔ)。