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  可溶液加工的有機(jī)太陽(yáng)能電池具有重量輕、色彩鮮艷、柔性高及可半透明制備等優(yōu)點(diǎn)，是最具代表性的新一代光伏技術(shù)，目前光電轉(zhuǎn)換效率已突破20%，在相關(guān)應(yīng)用中迸發(fā)出巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＨ欢M管在效率方面取得了顯著進(jìn)展，但器件在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中受光照、水氧、熱應(yīng)力等環(huán)境條件的影響使得亞穩(wěn)態(tài)的光活性層形貌易發(fā)生過(guò)度分離或聚集，進(jìn)而破壞器件穩(wěn)定性。基于此，傳統(tǒng)的單組分活性層材料將給體與受體鏈段通過(guò)共價(jià)鍵連接引入到同一分子中，有效避免了共混體系中升溫自聚集的問(wèn)題，使得基于其的器件穩(wěn)定性大幅度提升。但是，單組分活性層材料面臨合成或分離困難等桎梏，成為有機(jī)光伏商業(yè)化的另一大挑戰(zhàn)。因此，為了實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)化應(yīng)用目標(biāo)，器件的穩(wěn)定性和成本仍然是目前亟待解決的兩大關(guān)鍵科學(xué)性問(wèn)題。

圖1 （a）一鍋連續(xù)共聚策略示意圖；（b）S9和S11的化學(xué)結(jié)構(gòu)；（c）S9和S11在氯仿溶液和薄膜中的紫外-可見(jiàn)吸收光譜；（d）多組分體系和電極的能級(jí)示意圖。

圖2 基于二元體系PM6:L15和多組分體系S11的有機(jī)光伏器件存儲(chǔ)1008 h的光伏參數(shù)演化：（a）室溫環(huán)境；（b）連續(xù)光照條件，（c）85℃加熱條件。

圖3薄膜老化過(guò)程中的形貌演變：連續(xù)加熱984 h的二元組分體系PM6:L15和多組分體系S11薄膜的（a, d, i, l）AFM高度圖、（b, e, j, m）相圖、（c, f, k, n）TEM和PiFM圖像；（d）二元體系PM6:L15和多組分體系S11加熱老化前后的形貌變化示意圖。

圖4 在85℃加熱條件下，基于單組分體系PM6-b-L15、三元體系PM6-b-L15:PM6:L15和多組分體系S11的有機(jī)太陽(yáng)能電池的（a）V_oc、J_sc和（b） FF、PCE 及（c）光伏性能的演化圖。

  該成果以“Efficient and stable organic solar cells enabled by multicomponent photoactive layer based on one-pot polymerization”為題發(fā)表在Nature出版社的期刊《Nature Communication》上。

  文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-36413-3

  廣大牛利&孫會(huì)靚教授團(tuán)隊(duì)主頁(yè)：http://caas.gzhu.edu.cn

  南科大郭旭崗教授團(tuán)隊(duì)主頁(yè)：https://faculty.sustech.edu.cn/guoxg