通过微调活性层薄膜的微观结构 可以新增有机太阳能电池的转换效率

有机太阳能电池（OSCs）的功率转换效率（PCE）被证明可以通过活性层薄膜的微观结构形态微调而得到改善。由于具有重量轻、机械灵活性和卷对卷加工性等吸引人的优点，OSCs已引起越来越多的关注。作为柔性电子系统的一种有前途的电源，它们具有相对较高的PCE，但仍需加以改进。

小分子供体客体在开发基于三元策略的OSCs中发挥了积极作用，这是一种优化光伏性能的有效方法。

在发表在《焦耳》上的一项研究中，中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛自仪教授领导的小组设计并合成了两种化学结构相似的小分子供体G17和G19，它们在分子堆叠顺序上有所不同。G17表现出无定形取向，而G19则具有极其有序的边沿取向。

研究人员采用三元策略，将第三种成分G17和G19分别引入D18-Cl:Y6二元系统，以微调薄膜的微观结构形态和光吸收。

基于G19（相对有序的小分子供体G19）开发的非富勒烯刚性有机太阳能电池（OSCs）达到了18.5%的卓越的功率转换效率（PCE），这甚至属于迄今为止报道的刚性OSCs的最佳性能。相应地，基于G17的刚性OSCs只显示了17.13%的相对较低的PCE。

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充电温度：0~45℃
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基于D18-Cl:G19:Y6的刚性OSCs的优异光伏性能可归因于供体客体的高度有序的分子堆积，这增强了相分离和载流子传输。

此外，研究人员为柔性OSCs获得了15.9%的稳定PCE，这是报告的柔性最先进OSCs的最高PCE。最重要的是，三元柔性OSCs表现出优异的机械稳定性，因为它们在1000次弯曲循环后可以保持约93%的原始PCE。

这项研究在刚性和柔性OSCs方面都取得了突破性进展，并阐明了在构建高效的三元系统时加入高度有序的分子供体。