本征可拉伸有機太陽能電池(IS-OSCs)因其輕質、超柔性、拉伸性、可大面積制備等優勢,在下一代可穿戴能源技術領域中展現出無與倫比的應用潛力。盡管近年來IS-OSCs在光電轉化效率和機械可拉伸性方面取得了顯著進展,但仍難以滿足實際應用需求。當前,實現高性能IS-OSCs的最大挑戰之一是制備兼具良好電學和力學性能的光活性層。雖然小分子受體的快速發展將剛性OSCs的光電轉換效率推到20%以上,但這類受體普遍較脆,致使光活性層斷裂應變較低(<10%)。因此,亟需提出有效的策略對電子受體的分子結構進行設計和改造,進而協同提升IS-OSCs的器件效率和機械強度。
近期,南方科技大學何鳳教授團隊與華中科技大學邵明教授團隊提出創新的分子設計策略,成功開發出一種新型柔性連接電子受體材料,該材料是該團隊對前期報道的電子受體分子結構的進一步優化(Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202403139)。這種新型受體材料顯著提升了有機太陽能電池的光電轉換效率和機械拉伸性能,為下一代便攜式電子和可穿戴設備的能源供應提供了新的解決方案。該工作以“High-Performance Intrinsically-Stretchable Organic Solar Cells Enabled by Electron Acceptors with Flexible Linkers”為題發表在《Angewandte Chemie International Edition》上(Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202421430)。文章第一作者是南方科技大學博士后丁亞飛,共同第一作者為南方科技大學碩士研究生熊世龍。
圖1 新型柔性連接電子受體的巧妙設計與精準合成
圖2 剛性有機太陽能電池的器件性能表征
圖3 可拉伸有機太陽能電池的光伏性能和機械性能研究
論文鏈接:
Yafei Ding, Shilong Xiong, Waqar Ali Memon, Di Zhang, Zhi Wang, Mingpeng Li, Zihao Deng, Heng Li, Ming Shao,* and Feng He*. High-Performance Intrinsically-Stretchable Organic Solar Cells Enabled by Electron Acceptors with Flexible Linkers. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202421430. DOI:10.1002/anie.202421430.
https://doi.org/10.1002/anie.202421430
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