19.5%效率的超高稳定性准平面异质结有机太阳能电池，得益于高度结晶的二维受体材料

《Advanced Functional Materials》：19.5%-Efficient and Ultrastable Quasiplanar Heterojunction Organic Solar Cells Enabled by Highly Crystalline 2D Acceptors

有机太阳能电池通过引入PhIC-BO和AnIC-BO两种新型2D受体作为第三成分，在准平面异质结结构中同步提升效率与稳定性。前者形成椭圆形三维晶体网络，后者为线性准三维结构，二者均与基底材料高度兼容，富集于窄带异质结区域促进电荷生成并抑制分子混合。器件实现19.44%高效且6245小时后保持99%初始效率，T80寿命达5.86万小时，为高效稳定有机太阳能电池开发提供新策略。

　　

摘要

有机太阳能电池（OSCs）的有限操作稳定性仍然是其实际应用的主要障碍。在这项研究中，报道了两种高结晶度的二维受体材料PhIC-BO和AnIC-BO，并将它们作为第三组分引入以双层为主的准平面异质结（Q-PHJ）OSCs中，从而同时提高效率和稳定性。PhIC-BO含有菲伦结构，形成典型的三维网络晶体，具有椭圆形框架；而基于蒽的AnIC-BO则采用线性排列方式，形成准三维网络结构。由于这两种受体与基底材料具有很高的兼容性，它们优先聚集在Q-PHJ结构的狭窄体异质结（BHJ）区域内，这不仅促进了电荷的产生，还起到了扩散屏障的作用，抑制了分子间的混合。这些协同效应显著提升了器件的性能和长期稳定性。基于PhIC-BO的三元OSCs表现出19.44%的高功率转换效率（PCE），并且在储存6245小时后仍保持99%的初始效率（其预期T₈₀寿命约为58,600小时），属于迄今为止报道的最稳定的高性能OSCs之一。本研究展示了一种将高效率与操作稳定性相结合的分子设计策略，为开发具有商业可行性的OSCs提供了实用指导。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。