肖标教授、阳仁强教授，ACS Energy Lett观点：形貌锁定：一种用于热稳定性和机械稳定性良好的有机太阳能电池的光交联策略

第一作者：周瑞轲

通讯作者：肖标*，阳仁强*

单位：江汉大学

有机太阳能电池因其轻质、可溶液加工、兼容柔性与半透明器件等优势，在可再生能源领域展现出广阔前景。近年来，非富勒烯受体的发展已将其光电转换效率提升至20%以上，但其长期运行稳定性仍是制约商业化应用的主要瓶颈。活性层在热和机械应力下的形态不稳定性是性能衰减的关键因素之一，分子扩散与相分离加剧会导致电荷传输网络破坏，尤其在柔性器件中更为突出。目前，提升稳定性的策略主要包括增强材料本征稳定性和构建交联网络。然而，现有方法常伴随合成复杂、成本高、或对高性能受体材料具有副作用等问题。因此，亟需发展一种兼具高效、通用、低成本且不损害光电性能的稳定性提升策略。

近日，来自江汉大学的肖标教授与阳仁强教授团队，在国际知名期刊ACS Energy Letters上发表题为“Locking the Morphology: A Photo-Cross-Linking Strategy for Thermally and Mechanically Robust Organic Solar Cells”的观点文章。该工作提出了一种基于叠氮交联剂AZSIL的通用型原位光交联策略，通过温和紫外光触发烷基侧链间的C–H插入反应，在活性层内构建稳固的交联网络，从而“锁定”体异质结形貌，显著提升了有机太阳能电池的热稳定性与机械稳定性。

研究团队设计并合成了一种叠氮类交联剂AZSIL，其在温和紫外光照下可生成高活性氮宾中间体，选择性插入给受体材料烷基侧链的C–H键中，形成交联网络。该反应不损伤共轭主链，避免了传统叠氮交联剂对高性能受体的降解问题，具有良好的材料普适性。

在PM6:L8-BO体系中，仅添加0.5% AZSIL的器件在85℃下老化1200小时后仍保持85.1%的初始效率。纳米压痕与纳米动态机械分析表明，交联网络显著提高了活性层薄膜的弹性模量与硬度，抑制了分子链滑移与蠕变行为，器件在弯曲循环测试中也展现出优异的机械耐久性。

通过AFM-IR、纳米热分析、阻抗谱、TPV/TPC等多尺度表征手段，系统揭示了交联网络如何抑制热致分子扩散、延缓相分离、降低陷阱辅助复合、并维持高效的电荷传输路径，从而建立从分子约束到宏观稳定性的“结构-性能”关系。

该策略在PM6:BTP-eC9、PM6:Y6、PM6:PY-IT等多种高性能给受体体系中均能有效提升热与机械稳定性，且不影响器件初始光电性能，显示出优异的普适性与实际应用潜力。

Locking the Morphology: A Photo-Cross-Linking Strategy for Thermally and Mechanically Robust Organic Solar Cells

肖标简介：博士，博士后，教授, 博士生导师，武汉市""黄鹤英才"计划入选者，江汉大学光电材料与技术学院光电系主任。主要研究方向为柔性电子材料与器件、新型光电材料与器件，主持了国家自然科学基金，中国博士后科学基金及湖北省自然科学基金等多项国家、省部级科研项目，在Energy & Environmental Science，Advanced Materials, Advanced Functional Materials，Nano Energy, Materials Today，Chemical Engineering Journal, Small, npj Flexible Electronics 等高水平期刊发表科研论文五十余篇。

阳仁强简介：博士，教授，博士生导师，“楚天学者”特聘教授，中科院“百人计划”获得者，光电化学材料与器件教育部重点实验室主任。主要从事有机/高分子半导体材料的设计合成及其在有机电致发光、有机太阳能电池、多孔吸附分离以及生物医学等领域的应用基础研究，取得了一系列创新成果。主持科技部、国家自然科学基金委、教育部、人社部、中科院、山东省、湖北省、青岛市，以及韩国三星公司、威高集团、旭阳集团、帝斯博等纵横向项目三十余项。担任科技部、基金委、湖北省、山东省、陕西省、浙江省等相关科技计划项目评审专家。在国际刊物上共发表SCI收录论文300余篇，近5年以通讯作者发表1区论文60余篇。

周瑞轲：江汉大学柔性光电子材料与技术教育部重点实验室硕士研究生，主要从事有机太阳能电池稳定性提升策略与机理研究。