EES：挥发性卤化添加剂调控结晶速率助力有机太阳能电池实现低非辐射能量损失和20.4%效率

第一作者：李长江

通讯作者：邓敏*，彭强*

单位：成都理工大学

聚合物太阳能电池作为当前科研领域的热点之一，特别是使用Y6类非富勒烯受体材料，已成功实现了20%的能量转换效率。卤代挥发性添加剂在调节聚合物太阳能电池中的共混形态方面发挥着重要作用。然而给体和受体材料之间的结晶速率的差异，为形态控制带来了挑战。研究表明精准调控光伏材料的结晶度和相分离行为，可以优化其纳米级的形态结构，抑制能量无序，从而有效降低非辐射能量损失（ΔEnon-rad）。在此基础上，设计可以精确调控给体、受体以及共混物的形态的添加剂，对减少能量损耗、提升有机太阳能电池的能量转换效率具有极其重要的研究价值与意义。

近日，成都理工大学彭强教授和邓敏副教授在国际知名期刊Energy & Environmental Science上发表题为“Halogenated Volatile Additive Strategy for Regulating Crystallization Kinetics and Enabling 20.40% Efficiency Polymer Solar Cells with Low Non-Radiative Recombination Energy Loss”的研究工作。该工作设计了四种卤化挥发型添加剂，即：1-氟-3,5-二甲氧基苯(F-DMB)、1-氯-3,5-二甲氧基苯(Cl-DMB)、1-溴-3,5-二甲氧基苯(Br-DMB)和1-碘-3,5-二甲氧基苯(I-DMB)。添加剂对PM6和L8-BO的促进作用因添加剂中卤素原子的不同而不同。随着卤素原子质量的增加，对PM6的促进作用逐渐增强，降低结晶时间，而对L8-BO的促进作用减弱，导致结晶时间延长，这种动态协调作用成功地调节了结晶动力学过程，使PM6和L8-BO在共混膜中的结晶时间比逐渐趋于统一。得益于良好的结晶动力学及优化的分子间聚集，这一策略成功抑制了能量无序和ΔEnon-rad，从而实现了形态的最优化。结果表明，基于I-DMB制备的PM6:L8-BO二元器件效率达到了20.40%，ΔEnon-rad降至0.189 eV。这项工作为通过动态调节结晶过程抑制非辐射复合实现高效率的器件提供了极具价值的研究方向。

Halogenated Volatile Additive Strategy for Regulating Crystallization Kinetics and Enabling20.40% Efficiency Polymer Solar Cells with Low Non-Radiative Recombination Energy Loss

彭强教授简介：四川大学博士生导师，高分子材料工程国家重点实验室固定研究人员。长期从事光电能源材料与器件的研究工作，主要涉及有机高分子太阳能电池、电致发光材料与器件，碳基纳米能源材料与器件等。先后获得英国皇家化学会会士（2020），国家杰出青年基金（2018），教育部新世纪优秀人才支持计划（2009），四川省学术和技术带头人（2014），四川省杰出青年基金（2013）,江西省新世纪百千万人才工程（2009），江西省五四青年奖章（2009）。

邓敏副教授简介：副教授，2022年毕业于四川大学化学工程学院有机化学专业，同年入选成都理工大学“珠峰引才计划”B类人才项目，就职于成都理工大学材料与化学化工学院，主要从事有机光伏材料与器件的研究工作。近年来已在Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater., Chem. Eng. J., ACS Appl. Mater. Interfaces等国际期刊发表多篇SCI论文，其中第一作者十余篇。