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导读
近日，广州大学化学化工学院牛利院士团队在新型光伏电池活性层制备方法及器件老化机理方面取得进展，成果以“Efficient and stable organic solar cells enabled by multicomponent photoactive layer based on one-pot polymerization”为题发表在Nature出版社的期刊Nature Communication上。
可溶液加工的有机太阳能电池具有重量轻、色彩鲜艳和柔性高等优点，是最具代表性的新一代光伏技术，目前光电转换效率已经突破了20%，在相关的应用中具有巨大的潜力。然而，为了达到真正的商业化应用目标，需要解决的两个关键性问题仍然是稳定性和成本。
针对此，牛利院士团队通过简单的多组份连续聚合方法发展了多组份全聚合物半导体材料，将其直接作为光活性层的太阳能电池不仅展现出高的光电转换效率而且表现出优异的光热稳定性，实现了有机光伏器件效率和使用寿命之间的平衡。此外，该项活性层制备技术大幅度降低了有机光伏材料的制备成本并且简化了器件制备工艺。更重要的是，通过深入的光电和形态学特性表征，作者发现在多组份活性层中具有主链缠结的嵌段聚合物和少量低聚物协同作用有助于“冷冻”活性层中形成的纳米尺度的互穿网络形貌，以及电池在长期运行时载流子传输平衡。这些发现为开发低成本和长期稳定的有机光伏电池提供了理论和实验室依据。该技术结合喷涂、刮涂等大面积加工工程技术有利于实现有机光伏规模化生产。
牛利院士及其团队孙会靓教授，南方科技大学郭旭岗教授为论文通讯作者，联合培养博士生刘斌为论文第一作者，广州大学为论文第一通讯单位。以上研究工作得到了广州大学化学化工学院韩冬雪教授，韩国科学技术研究院Bumjoon J. Kim教授的大力支持。国家自然科学基金以及广东省自然科学杰出青年基金等项目的经费支持。最近团队相关成果还陆续发表在化学和材料领域其他多个顶级刊物，包括：Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.和Energy Environ. Sci.等。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36413-3
团队主页：http://caas.gzhu.edu.cn
来源：广州大学化学化工学院
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