陈义旺AFM：引入不对称客体受体同步拓宽光吸收并降低能量损失，构筑效率达 20.7% 的三元有机太阳能电池

在拓宽光吸收光谱的同时降低非辐射复合能量损失（ΔEnr），是当前*性能三元有机太阳能电池（OSCs）领域亟待突破的核心瓶颈。针对该难题，南昌大学陈义旺、江西师范大学 Dong Chen 等人提出了一种*效的活性层体系优化策略，将不对称窄带隙受体材料 SSe-4F 作为第三元客体组分与结晶诱导剂引入 PM6/L8-BO 二元体系，通过对给体、受体层进行同步掺杂，成功制备出*性能三元准平面异质结（PPHJ）有机太阳能电池。

研究结果表明，SSe-4F 的引入可显著优化活性层薄膜的光学性能，使 PM6:SSe-4F/L8-BO:SSe-4F 薄膜的吸收边发生明显红移，有效拓宽器件光捕获范围，大幅提升全光谱范围内的光响应能力。同时，SSe-4F 具有较大的分子偶极矩，可有效增强分子间作用力、优化分子堆积模式，并精准调控 PM6 与 L8-BO 的结晶行为，改善结晶形貌，*终构筑出更为优异的垂直相分离结构。该多重协同优化机制有效降低了器件的能量无序度与非辐射复合能量损失（ΔEnr），延长激子寿命、增大载流子扩散长度，显著促进激子*效解离并有效抑制载流子复合，同步提升了器件的电荷传输性能与活性层形貌稳定性。基于**配比（1:0.05/1.1:0.1）的 PM6:SSe-4F/L8-BO:SSe-4F 三元 PPHJ 器件实现了 20.68% 的**光电转换效率，对应的 Voc 为 0.898 V、Jsc 为 28.26 mA cm⁻²、FF 为 81.47%，显著优于效率仅为 18.61% 的原始 PM6/L8-BO 二元器件。值得注意的是，尽管 SSe-4F 的*低未占分子轨道能级低于主体受体 L8-BO，但优化体系的非辐射复合能量损失显著降低，有效弥补了能级劣势，使三元器件在无开路电压损耗的前提下实现效率大幅提升。

稳定性测试表明，该三元器件具备优异的光稳定性，T80 长效稳定性可达 1050 h，远优于二元对比器件。综上，本研究证实引入不对称窄带隙受体作为第三元功能组分，可同步实现光谱带隙优化、能量损耗降低以及 Jsc 与 Voc 的协同提升。该工作为构筑*效、*稳定的*性能三元有机太阳能电池提供了新颖且*效的调控策略，为后续*性能光伏器件的设计与制备提供了重要参考。

文献信息

Simultaneously Broaden Absorption and Minimize Energy Loss via a Guest Asymmetric Acceptor for 20.7% Efficiency Ternary Organic Solar Cells

Tuhong Wu, Siqi Liu, Haoran Yin, Xiaotian Hu, Hongxiang Li, Lixuan Kan, Lei Zhu, Jin Li, Hao Guo, Dong Chen, Yiwang Chen

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.76588

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