在有机电子产业飞速发展的今天，有机半导体材料的性能优化始终是制约产业升级的核心瓶颈。近日，我司研发团队专家、四川大学高分子科学与工程学院程沛研究员/王嘉宇副研究员团队联合北京大学周欢萍教授团队，在有机半导体能量无序调控领域取得突破性进展，相关研究成果为提升有机电子器件性能、推动产业高质量发展提供了全新的技术路径。
一、深耕前沿：为何能量无序是有机半导体领域的“卡脖子”难题？
有机半导体因其柔韧性、轻质、溶液可加工性、可大面积制备等独特优势等优点，在柔性电子、半透明光伏等领域展现出广阔应用前景，早已成为新一代电子信息产业的核心材料之一。然而，其分子间作用力较弱，堆积方式灵活，易在薄膜中形成无序聚集结构，导致能量无序度较高，这种能量无序会严重阻碍电荷的有效传输，大幅降低器件的导电性和稳定性，成为限制有机电子器件向更高性能、更长寿命升级的关键技术瓶颈。
二、创新突破：我司程沛/王嘉宇团队开辟能量无序调控新路径
面对这一行业痛点，四川大学高分子科学与工程学院程沛研究员/王嘉宇副研究员团队联合北京大学周欢萍教授团队，基于“分子间相互作用精准调控”的创新思路，创新性地提出了一种利用邻苯二甲酸酯类分子作为“组装诱导剂”的策略，通过调控有机半导体侧链的相互作用，有效提升了分子堆积的有序性，显著降低了材料的能量无序度，进而显著改善了器件性能，研究成果为提升有机电子器件性能、推动产业高质量发展提供了全新的技术路径。研究团队开发了一系列邻苯二甲酸酯类的组装诱导剂，发现组装诱导剂在多种p型有机聚合物半导体中均存在一定的普适性，并通过多种表征手段，从分子到器件层面系统研究了组装诱导剂的作用机理。以DOP作为组装诱导剂为例，通过侧链相互作用调控PM6分子的堆积行为，从而显著提升其薄膜的结构有序性并降低能量无序性。有序性的提升为器件性能带来了明显的提高。在有机场效应晶体管中，DOP处理提高了PM6的器件的平均空穴迁移率，增幅达33.3%。在应用前景广阔的半透明有机太阳能电池中，该策略展现出独特优势：器件在维持13.7%光电转换效率的同时，平均可见光透过率由30.4%提升至33.8%。这主要归因于更有序的分子堆积导致吸收光谱半高宽收窄、吸收拖尾减弱，使得器件在视觉上更透明。进一步的器件物理分析表明，器件吸光变少但光电流基本不变源于双分子复合受到抑制、电荷载流子寿命延长以及电荷提取能力的增强。最终，电池获得了高达4.63%的光利用效率，为目前无光学结构半透明有机太阳能电池的最高值之一。
该图文引用于Advanced Materials上的《Suppressing Energetic Disorder of Organic Semiconductors for Semitransparent Photovoltaics and Thin-Film Transistors》
三、价值凸显：为有机电子产业注入强劲动力
此次在有机半导体能量无序调控领域的突破，不仅彰显了程沛/王嘉宇团队强大的研发实力，更将为有机电子产业带来深远影响：
该工作不仅提出了一种简单、通用且高效的新方法抑制有机半导体的能量无序，还从分子相互作用的层面深化了对有机半导体聚集行为的理解，为制备高性能有机电子器件开辟了新途径。
在柔性电子领域，性能更优的有机半导体材料将为可穿戴设备、柔性传感器等新兴产品提供核心支撑；在显示领域，无光学结构半透明有机太阳能电池助力柔性显示、超高清显示等高端产品的升级；在能源领域，基于新型有机半导体材料的太阳能电池，光电转换效率有望进一步提升，推动低成本光伏产品的普及。
未来，我司将持续加大在有机电子材料领域的研发投入，推动更多创新成果落地转化，为我国高端电子材料产业的自主可控贡献力量。
人工智能谷
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