第一作者：胡定琴，唐骅
通讯作者：唐骅，徐先億，李笃中，Frédéric Laquai
通讯单位：阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)、香港城市大学(CityU)
论文DOI：https://doi.org/10.1002/adma.202406949
近日，阿卜杜拉国王科技大学Frédéric Laquai团队与香港城市大学Lee Duu-Jong团队联合全面总结了新兴固体添加剂的重大突破及关键贡献，重点探讨其在逐层打印技术应用、薄膜形成动力学调控、相分离稳定性控制等关键问题中的作用。同时，对固体添加剂在高效、稳定的有机太阳能电池中的应用原理和设计准则进行了深入分析。最后，文章总结了当前的挑战，并对固体添加剂工程的未来发展方向提出了独到见解。
作为下一代光伏技术的有力候选者，溶液加工的异质结有机太阳能电池正迅速崛起。在这一新兴领域，固体添加剂工程(SA Engineering)被越来越广泛地用于精细调控活性层形貌，以充分释放有机太阳能电池的潜力。固体添加剂工程在推动商业化方面展现出显著优势，包括：i）通过调控薄膜形成动力学以加速高通量制备；ii）利用固体添加剂与活性层材料之间的弱非共价相互作用来提升器件的效率和稳定性；iii）简化工艺流程，促进成本效益生产和规模化发展。以上特性使固体添加剂工程成为加速有机太阳能电池发展的关键驱动因素，充分展现了其在推动有机光伏商业化中的重要性。
1. 成膜动力学研究：阐述了SA Engineering对薄膜从溶液态到固体态过程中影响，包括分子堆积，相变及结晶度等。
2. 激子与载流子动力学分析：讨论了基于SA Engineering的激子解离和电荷传输及复合机制，还对SAs工程降低能量损失进行了总结与分析。
3. SAs工程的稳定性研究：总结了SA Engineering对有机太阳能电池稳定性的研究，并分析了稳定性提升的原因。
图1: 固体添加剂的发展历程
展示了自2014年首次应用以来，SA Engineering的发展历程及其突破性研究成果。
图2: SA Engineering的成膜动力学分析
展示了固体添加剂在溶液态至固态转化过程中对成膜过程的影响。
图3: SA Engineering对激子与载流子动力学的影响机制
图示展示了通过TRPL和TA表征技术分析SA Engineering在有机太阳能电池中对激子解离、电荷传输及复合过程的影响。
本综述全面总结了自2014年SA应用以来的发展历程，包括其分子设计、工作机制和稳定性方面的进展。这为设计高效稳定的有机太阳能电池所需的新型SA以及为新兴有机半导体材料筛选合适的SA提供了清晰的指导。
胡定琴：2015年本科毕业于四川大学材料学院，博士师从重庆大学/国科大重庆学院陆仕荣研究员，期间就职于中国科学院重庆绿色智能技术研究院，目前在香港城市大学机械工程学系开展博士后工作（合作导师：Lee-Duu Jong）。长期从事有机光电器件及物理机制的研究，至今已发表论文40余篇，以（共同）一作/通讯作者在国际顶级权威期刊Joule，Adv. Mater.，Energy Environ. Sci.等发表论文多篇，其中包括3篇高被引论文和1篇热点论文，主持国家和重庆市科研项目各一项。
唐骅：沙特阿卜杜拉国王科技大学博士后研究员，德国洪堡学者，欧洲玛丽居里基金卓越奖章获得者。2021年毕业于中国科学院大学，获得工学博士学位。长期从事基于有机太阳能电池的高通量制备配方研发、器件物理机制及衰减机制的研究，拥有超过3年的战略咨询和产业化经验，至今已发表学术论文40余篇，其中以（共同）第一作者或通讯作者身份在国际顶级权威期刊如Joule, Energy Environ. Sci., Adv. Mater., Mater. Today, Adv. Energy Mater.,等发表论文10余篇。
Frédéric Laquai：沙特阿卜杜拉国王科技大学应用物理学教授兼KAUST太阳能中心临时主任，先后在德国美因茨马克斯·普朗克高分子研究所和英国剑桥大学卡文迪许实验室开展研究工作，曾获德国总理颁发的杰出科学成就奖，美因茨科学院和文学学院颁发的Walter Kalkhof-Rose科学奖等。长期从事基于第三代光伏电池的器件物理/光物理机制研究，至今已发表学术论文300余篇，包括国际顶级权威期刊如Science, Nature, Nat. Mater., Nat. Energy, Energy Environ. Sci., Adv. Mater.等。
徐先億：香港城市大学能源及环境学院副教授，博士毕业于佛罗里达大学，指导教师为Kirk S. SCHANZE教授。先后在美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Allen J. BARD教授和Edward T. YU教授指导下的两年博士后和研究助理的职位。他目前的研究兴趣主要集中在界面动力学的系统研究和能源与环境的各种应用，如太阳能燃料，电化学发光，碳中和，废物转化为能源系统，有机/无机光电子学。
李笃中：香港城市大学机械工程学系讲座教授。1989年博士毕业于台湾大学化学工程学系，台湾大学讲座教授。他目前的研究兴趣主要集中在可再生能源、循环经济、和环境技术的开发应用。
欢迎关注我们，订阅更多最新消息
“邃瞳科学云”推出专业的自然科学直播服务啦！不仅直播团队专业，直播画面出色，而且传播渠道多，宣传效果佳。
“邃瞳科学云"平台正在收集、整理各类学术会议信息，欢迎学会、期刊、会议组织方择优在邃瞳平台上进行线上直播，希望藉此帮助广大科研人员跨越时空的限制，实现自由、畅通地交流互动。欢迎老师同学们提供会议信息（会有礼品赠送），学会、期刊、会议组织方商谈合作，均请联系18612651915（微信同）。
投稿、荐稿、爆料：Editor@scisight.cn
