Li Gang教授发明了一项新技术，实现了有机太阳能电池效率的突破

图片来源：香港理工大学

PCE 是衡量给定太阳辐射产生的功率的指标，被认为是光伏 (PV) 或太阳能电池板性能的重要基准。香港理工大学的研究人员将效率提高了 19% 以上，在光活性层中具有一个供体和一个受体。

在理大能源转换技术讲座教授Li Gang及可再生能源讲座教授Sze-Yen Chung的带领下，研究团队发明了一种利用1,3,5-三氯苯作为结晶的新型OSC形态调控技术调节器。这种新技术提高了 OSC 的效率和稳定性。

该团队开发了一种非单调中间态操纵 (ISM) 策略来操纵体异质结 (BHJ) OSC 形态，同时优化非富勒烯 OSC 的结晶动力学和能量损失。与使用基于薄膜中过度分子聚集的传统溶剂添加剂的策略不同，ISM 策略促进了更有序的分子堆叠和有利的分子聚集的形成。结果，PCE 显著增加，并且减少了不希望的非辐射复合损耗。值得注意的是，非辐射复合会降低发光效率并增加热损失。

该团队的研究《19.3%二元有机太阳能电池和由非单调中间态转变实现的低非辐射重组》发表在《Nature Communications》中。将太阳能转化为电能是实现可持续发展环境的一项重要技术。尽管 OSC 是一种很有前途的设备，可以经济高效地利用太阳能，但如果要在实际应用中广泛使用，就必须提高它们的效率。

Li教授说：“研究的挑战来自于现有的基于添加剂的基准形貌控制方法，这些方法存在非辐射复合损失，从而降低了由于过度聚集而导致的开路电压。”研究团队花了大约两年时间设计了一种非单调 ISM 策略，以提高 OSC 效率并降低非辐射复合损失。这项研究的发表有望激发 OSC 研究。“这一新发现将使 OSC 研究成为一个令人兴奋的领域，这可能会在便携式电子产品和建筑一体化光伏等应用中创造巨大的机会。”当低成本单结 OSC 可以实现超过 20% 的 PCE 以及更稳定的性能和其他独特优势（如柔韧性、透明性、可拉伸性、低重量和可调颜色）时，新的大门将打开。

自 2014 年以来，Li教授已连续 9 年被评为高被引科学家，这证明了他对全球研究的重大影响。自 2005 年以来，他对聚合物太阳能电池的研究做出了开创性的贡献，为可打印太阳能的发展带来了可持续的影响，并得到了全球的认可。

Li教授说：“最新研究表明，在PCE超过19%的二元盐态化合物中，非辐射复合损失为0.168 eV，创历史新低。对于我在过去二十年中对osc进行的长期研究来说，这是一个非常令人鼓舞的结果。我们已经实现了更好的OSC效率，这将有助于加速太阳能的应用。”