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论 文 概 览
超薄柔性有机太阳能电池(Ultrathin Flexible Organic Solar Cells)因其具备良好的溶液可加工性、优异的机械柔韧性以及出色的共形贴附能力,被视为可穿戴电子设备中极具潜力的供能方案。近年来,自组装单分子层(Self-Assembled Monolayers, SAMs)由于在界面调控方面表现出显著优势,已被广泛应用于高性能薄膜太阳能电池中,常作为空穴传输层材料使用。然而,在超薄柔性有机太阳能电池领域,SAMs的应用研究仍相对有限,面临诸多技术挑战。
其中,一个关键问题在于传统SAMs材料在柔性氧化铟锡( Indium Tin Oxide, ITO)电极表面易发生聚集现象,从而导致表面覆盖率不足和界面稳定性下降。针对该问题,武汉理工大学黄文超教授团队提出了一种创新的小分子修饰策略:通过在Br-2PACz SAMs中引入H-TPAc小分子,成功制备出具有优异界面特性的改性SAMs材料。该材料能够在柔性ITO电极表面实现高度均匀的自组装分布,显著提升了器件的光电转换效率与机械耐久性。
基于该界面工程策略,研究人员分别制备了刚性和厚度小于3微米的超薄柔性有机太阳能电池,其能量转换效率分别达到19.7%和17.5%。此外,柔性器件在经历2000次弯曲循环测试后仍保持初始效率的94.0%,在经历相同次数的压缩-拉伸循环后仍可维持初始效率的90.0%。实验结果表明,该方法在提升器件性能与机械稳定性的双重目标上取得了实质性突破。
该研究成果以“High-performance Ultrathin Flexible Organic Solar Cells Through the Modification of Self-Assembled Monolayers”为题,发表于能源材料领域的国际高水平期刊《Advanced Energy Materials》。论文第一作者为武汉理工大学材料科学与工程学院博士研究生季亦同,通讯作者为黄文超教授。本研究为推动高性能柔性有机光伏器件的实际应用提供了重要的理论支持与技术路径。
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文 章 链 接
High‐Performance Ultrathin Flexible Organic Solar Cells Through the Modification of Self‐Assembled Monolayers
Yitong Ji, Lidong Liang, Tong Chen, Xiaotong Liu, Mai Mao, Yuwei Hu, Yi Jin, Xiang Huang, Xiaojie Ren, Di Xie, Rui Hu, Yiming Zhang, Xueyuan Yang, Wenchao Huang*
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202501698
DOI:10.1002/aenm.202501698
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第 一 作 者 简 介
季亦同,本科毕业于武汉理工大学无机非金属材料专业,硕士毕业于武汉理工大学材料工程专业;现于武汉理工大学材料科学与工程学院攻读博士研究生(导师:黄文超教授)。
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通 讯 作 者 简 介
黄文超,武汉理工大学研究员,国家级海外高层次青年人才计划入选者,现任武汉理工大学材料科学与工程学院副院长。主要从事有机半导体材料与器件、柔性及可拉伸电子和聚合物基复合材料的研究工作,在有机半导体薄膜微观形貌调控机理、大面积有机半导体材料印刷技术以及超薄与可拉伸光电器件设计制备等方面取得了一系列原创性成果。截至目前,已在国际顶级期刊Science、Nature、Nat. Photon.、Nat. Comm.等发表论文100余篇,引用1万余次,H指数45。获得省部级科学技术奖励2项,荣获澳洲同步辐射中心Stephen Wilkins奖章。
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