近日，我校諶烈教授課題組在有機太陽能電池領域取得了一系列重要進展，研究成果于3月和4月連續在化學頂級期刊Angew Chem Int Ed上發表高水平論文兩篇。

有機太陽能電池因其可通過旋涂或印刷的制備方法，能夠有效地降低成本，同時它還具有可制備在柔性襯底上,易于制備大面積、可彎折和可穿戴器件，是近些年來發展最快且最具活力的研究領域。通過設計新型的具有高效率活性層材料使得有機太陽能電池的研究有了長足的發展，目前單節太陽能電池效率已經逼近20%，在便攜式可穿戴電子設備領域具有非常良好的應用前景。發展可環境友好溶液大面積加工的各層材料，提高器件光電轉換效率和穩定性，實現器件大面積印刷制備，是解決有機太陽能電池商業化應用的基礎和關鍵。而有機光伏中界面相互作用、形貌調控以及穩定性又是制約其性能的關鍵難點。

近年來陳義旺教授團隊諶烈教授課題組主要圍繞可大面積環境友好溶液加工有機太陽能電池開展研究，摒棄傳統復雜繁瑣的分子構建、形貌及界面調控方法，提出了簡單高效的“三元體系二元化”策略，化繁為簡，優勢互補，實現了活性層分子能級、光吸收范圍、相形貌、綠色加工、大面積加工和穩定性等整體性能的高效調控。構筑了一系列高性能可大面積環境友好加工的各層材料，建立了材料結構對器件性能的調控機制，明顯改善了激子分離、電荷轉移、傳輸、提取和收集，發展了一套可全自動化、大面積溶液加工柔性光伏器件卷對卷印刷設備，實現了有機太陽能電池集成設計，器件性能和穩定性得到大幅提高。相關研究成果在AngewChemInt Ed，Adv. Mater. Adv. Funct. Mater.等國際頂級期刊上發表了一系列高水平研究成果。

近日，諶烈教授提出了一種低聚物輔助光活性層的新概念，利用低聚物與主體聚合物結構的相似性和性能的互補性來調控活性層性能。新型低聚物輔助光活性層結合了三元和二元體系的優點，提升了器件的整體性能，包括效率和穩定性。PM6:Y6、PM6:BTP-eC9和PM6/Y6偽雙層的器件效率分別為17.33%、18.32%和17.13%，明顯優于未添加的活性層體系。低聚物輔助法對于大多數有機太陽電池來說是一種簡便通用的策略，因為它有效地解決了有機太陽電池普遍存在的關鍵問題。同時，低聚物的設計和合成不需要刻意或巧妙的設計，只是遵循主體聚合物的結構并通過常規偶聯方法制備。因此，該方法是一種實現有機太陽電池的整體性能提升的簡單而有效的普適性策略。研究成果于2022年3月發表在Angew. Chem. Int. Ed.上（https://doi.org/10.1002/anie.202200329），論文第一作者為南昌大學博士生程毓君，南昌大學諶烈教授為唯一通訊作者，南昌大學為唯一通訊單位。

近日，諶烈教授又提出了使用廉價的鐵電聚合物聚偏二氟乙烯（PVDF）作為添加劑引入非富勒烯有機太陽電池活性層中，來增強內建電場，從而有效地優化電荷分離和傳輸，抑制激子和電荷復合，最終達到提升器件性能的目的。研究發現，隨著鐵電聚合物PVDF的加入，活性層的表面接觸電位逐漸提升，內電阻逐漸降低，基于PM6:Y6提升至17.72%，各項性能參數全面優于未添加PVDF的對照器件。將該策略應用于其它三種不同類型的活性層中，均取得了良好的效果。其中基于PM6:BTP-eC9器件的PCE顯著提高，達到了18.17%。因此，將鐵電聚合物摻入非富勒烯有機太陽能電池是一種廉價、簡便以及普適性好的高效策略。研究成果于2022年4月發表在Angew. Chem. Int. Ed.（https://doi.org/10.1002/anie.202202177），論文第一作者為南昌大學碩士研究生鄧嘉偉，南昌大學諶烈教授為唯一通訊作者，南昌大學為唯一通訊單位。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1002/anie.202202177

https://doi.org/10.1002/anie.202200329

作者簡介：諶烈，博士，二級教授，從事功能高分子及其光電器件研究，在AngewChemInt Ed，Adv. Mater. Adv. Funct. Mater.等國際權威期刊發表高水平論文100余篇，獲教育部和江西省自然科學獎6項，主持國家自然科學基金7項（其中面上項目4項），江西省青年五四獎章獲得者，享受省政府特殊津貼，入選江西省“雙千計劃”、江西省百千萬人才、贛鄱英才555工程人才、江西省主要學科學術和技術帶頭人、江西省青年科學家。