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新聞網(wǎng)訊 近日，紡織服裝學院薄志山教授、劉亞輝教授、祝向偉教授和材料科學與工程學院路皓副教授，在國際知名期刊Advanced Materials上發(fā)表題為“3D-Architectured Acceptor with High Photoluminescence Quantum Yield and Moderate Crystallinity for High-efficiency Organic Solar Cells with Low Voltage Loss”的研究型文章，我校研究生谷承霖和博士生成葉太為論文的共同第一作者。

近年來，有機太陽能電池（OSCs）的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）得到了顯著提升。然而，其性能與晶硅太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池相比，仍存在著較大差距，這主要是由于OSCs中存在相對較高的電壓損失。目前，大量研究已經(jīng)證實通過在OSCs中引入具有高熒光量子產(chǎn)率（PLQY）的窄帶隙受體材料來提升相應器件的電致發(fā)光效率，是一種有效降低OSCs電壓損失的途徑。但是，如何設計這一類型的受體材料仍然是OSCs領域所面臨的一項重大挑戰(zhàn)。

為了解決這一問題，通過在稠環(huán)受體材料中嵌入三維立體的降冰片烯結(jié)構單元，有效抑制了受體分子的過度聚集，協(xié)同提升了自身的熒光量子產(chǎn)率，進而在有機太陽能電池中實現(xiàn)了高達20.4%光電轉(zhuǎn)換效率以及0.508 V的極低電壓損失。

圖1.該研究中三個受體分子LLZ1、LLZ2和LLZ3的合成路線

   圖2.（a）LLZ1、LLZ2和LLZ3分子在氯仿溶液中的紫外-可見吸收光譜；

                         （b）LLZ1、LLZ2和LLZ3薄膜的紫外-可見吸收光譜；

                         （c）LLZ1、LLZ2和LLZ3分子的能級分布示意圖；

                         （d）LLZ1、LLZ2和LLZ3分子的二維掠入射X射線衍射圖。

圖3. 由聚合物PBDB-T與LLZ1、LLZ2和LLZ3分別組成的三種二元光伏器件的性能表現(xiàn)

近年來，紡織服裝學院功能染料與應用技術研究院圍繞新型光伏材料與器件開展了系統(tǒng)性地研究，先后發(fā)表多篇頂級學術成果（Nat. Energy2024, 9, 1117;Acc. Chem. Res.2024, 57, 3419;Adv.Mater.2024, 36, 2307292;Adv. Mater.2024, 36, 2310362;Adv. Mater.2024, 36, 2408934;Adv. Mater.2024, 36, 2408646;Angew. Chem. Int. Ed.2024, e202407007;Angew. Chem. Int. Ed.2024, e202412854;Angew. Chem. Int. Ed.2023, e202314420;J. Am. Chem. Soc.2025, 147, 11, 9261;J.Am. Chem. Soc.2024, 146, 44, 30262等）。