基于双加热策略选择性调控体异质结形貌实现效率超过19%的聚合物太阳能电池

来自国内的研究人员通过开发一种创新的双加热(DH)策略，成功解决了有机太阳能电池中体异质结(BHJ)形貌精确调控的难题。该研究采用温溶液(WS)沉积结合二硫化碳(CS2)溶剂蒸汽退火(SVA)的连续处理工艺，在D18-Cl:Y6体系中实现了19.23%的创纪录能量转换效率，同时提升了器件稳定性。这项工作为高效稳定BHJ有机太阳能电池的制备提供了新思路。

　　

这项突破性研究展示了一种精妙的双加热(Dual-Heating, DH)策略，通过巧妙调控体异质结(bulk heterojunction, BHJ)的纳米结构，成功将聚合物太阳能电池的性能推向新高度。研究人员采用温溶液(warm solution, WS)沉积结合溶剂蒸汽退火(solvent-vapor annealing, SVA)的连续处理工艺，在D18-Cl:Y6体系中实现了19.23%的卓越能量转换效率。

实验发现，温溶液处理能有效调控π-π堆叠距离，显著增强光致发光性能，降低能量损失，并加速空穴传输过程。而后续的二硫化碳(CS₂)溶剂蒸汽退火则进一步优化了π-π位移，实现了双分子复合和陷阱辅助复合的双重抑制，平衡了载流子迁移率，大幅提升了空穴传输效率。

这种独特的双加热处理产生了显著的协同效应：选择性抑制层状有序性的同时增强π-π堆叠有序性，使所有关键器件参数获得同步提升。研究团队还成功将该策略拓展应用于D18:Y6、D18-Cl:N3-BO等二元体系以及D18-Cl:D18:Y6三元体系，验证了其普适性。这项研究为精确调控BHJ形貌提供了创新方法，为制备高效稳定的有机太阳能电池开辟了新途径。