反溶剂策略实现无卤溶剂加工有机太阳能电池效率突破20.5%

《Advanced Materials》：Over 20.5% Efficiency of Halogen-Free Solvent-Processed Organic Solar Cells Achieved by Anti-Solvent Strategy

本研究针对无卤溶剂制备有机太阳能电池(OSC)存在的分子过度聚集和相分离难题，提出创新反溶剂策略。通过定时引入正交溶剂加速光活性材料沉淀，使PM6:D18:L8BO-X基OSC获得20.51%(认证20.12%)的突破效率，大面积模块效率达17.23%，为绿色OSC产业化提供关键技术路径。

　　

在推进有机太阳能电池(Organic Solar Cells, OSC)产业化与环保可持续发展的进程中，无卤溶剂加工技术至关重要。然而，这类溶剂往往因引发分子过度聚集和形成不利相分离，导致电池效率难以优化。为解决这一瓶颈，研究人员开发出创新的反溶剂(Anti-Solvent, AS)策略：通过定时引入正交溶剂，快速降低溶剂溶解度并促进挥发，从而加速光活性材料沉淀，避免材料长时间聚集。该策略所形成的优化相分离结构与纤维状形貌，有效促进了激子解离和电荷传输效率，使得基于PM6:D18:L8BO-X材料的OSC实现了20.51%（认证效率达20.12%）的卓越光电转换效率，显著优于传统邻二甲苯(o-xylene)处理的器件。反溶剂策略还展现出广泛的适用性，在不同光活性材料体系和溶剂组合中均能显著提升性能。此外，将该策略扩展至甲醇浸泡工艺用于大面积器件制备，获得了活性面积超过10.0 cm²的OSC模块，其效率达到17.23%，是目前已报道的大面积OSC模块中最优性能之一。本研究不仅为高效、环境友好的OSC制造提供了实用方案，也为其规模化应用开辟了新前景。