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  近年來，非富勒烯有機太陽能電池得到了快速發展，基于非富勒烯作為受體的電池效率取得了很大的進步。盡管如此，這些成績都是在實驗室基于小面積旋涂成膜（spin-coating）而獲得的。為了今后能廣泛應用有機太陽能電池，發展大面積加工技術極為迫切。狹縫擠出成膜是一種可結合卷對卷的連續大面積加工技術，是未來大面積加工有機太陽能電池的成膜技術。而刮涂成膜（blade-coating）是狹縫擠出成膜的一種原型工具，具有類似的特征。

  事實上，有機太陽能電池的活性層形貌對光電轉化過程非常重要。相對于旋涂加工，刮涂法將對分子鏈施加更強的剪切力，改變分子排列及聚集狀態。然而，在有機太陽能電池中利用強剪切力來優化強結晶性的活性層形貌相關研究還沒有報道。此外，在優化形貌過程中常用到的高沸點添加劑難以去除，這影響器件的穩定性，因此在器件的制備過程中要盡量減少高沸點添加劑的使用。

  針對上述科學問題，西安交通大學金屬材料強度國家重點實驗室馬偉教授課題組，通過在空氣中旋涂和刮涂進行對比，發現了強剪切力的刮涂方法可以有效優化活性層的形貌。他們采用同步輻射技術（軟／硬X射線散射）分析了旋涂和刮涂制備的薄膜的形貌特性。研究發現：相比于旋涂，刮涂在調控活性層形貌上具有一些固有的屬性和優勢，比如，刮涂可以誘導更多的無定形有機分子形成更有序的晶區，因而可以提高結晶性和相純度。此外他們還制備了非富勒烯有機太陽能電池器件，在使用更少量高沸點添加劑的情況下，在空氣中刮涂獲得了比旋涂成膜更好的器件性能（>PCE 10%）和更好的器件穩定性。這項工作為今后有機太陽能電池大面積制備的發展提供了重要指導。

  該研究成果近期在國際材料領域期刊Advanced Materials（IF 19.791）上發表，題目為“Blade-cast Non-Fullerene Organic Solar Cells in Air with Excellent Morphology, Efficiency and Stability”。西安交通大學為該論文的第一作者和唯一通訊作者單位，馬偉教授為通訊作者，第一作者為其博士研究生張霖。

  該研究得到科技部、國家自然科學基金、中科院高分子物理與化學國家重點實驗室開放研究基金支持和美國勞倫斯伯克利國家實驗室提供的支持。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201800343