西北工业大学在有机太阳能电池活性层形貌调控领域取得研究新进展

日前，西北工业大学微电子学院梁秋菊副教授在《物理化学学报》（IF10.9）在线发表了题为“Application of Crystallization Kinetics Strategy in Morphology Control of Solar Cells Based on Nonfullerene Blends”的论文。目前该论文已入选ESI高被引及热点论文。

太阳能电池能够有效地将光能转换为电能，是可再生能源的重要组成部分，同时是助力我国实现“碳达峰”与“碳中和”目标的重要途径，已在清洁能源领域占据重要地位。在高性能材料开发、活性层形貌及器件工艺优化的推动下，器件能量转换效率已经突破19%。

太阳能电池的基本结构包括阴极、阳极、相应的界面层及活性层，其中活性层形貌对器件性能有着重要影响。然而，由于活性层中给体与受体分子在成膜过程中结晶存在竞争耦合；此外，活性层的结晶和相分离往往同时发生，导致形貌可控性差。针对上述问题，该论文从活性层形貌调控角度切入，详细介绍了课题组近年来在有机太阳能电池活性层形貌调控相关工作，并阐述了通过结晶动力学路径优化活性层形貌的策略。通过将动力学因素与热力学因素相结合，在全聚合物、聚合物/非富勒烯小分子及全小分子共混体系实现了活性层相分离结构、相区尺寸、结晶度及分子取向的精细调控，并建立了活性层形貌与器件性能之间构效关系，为制备高性能器件奠定了基础。