宁波材料所Adv. Mater.：柔性有机太阳能电池

有机太阳能电池因具有重量轻、设计性强和便于加工的特点而成为柔性电源的理想解决方案。高功率转换效率（PCE）和机械鲁棒性是有机太阳能电池（OSCs）可穿戴应用的关键要求。然而，几乎所有由聚合物供体（PD）和小分子受体（SMAs）组成的高效光活性薄膜在机械上都是脆性的。因此，开发具有高光电转化效率和高力学稳定性的柔性有机太阳能电池极富挑战。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所有机光电材料与器件团队通过将韧性低聚受体（DOA）加入PD： SMA体系，制备了高效（PCE = 17.91%）和机械稳健（裂纹起始应变[硫化羰]=11.7%）柔性OSCs。这一柔性效率是目前报道的柔性有机太阳能电池的最高效率之一。

研究团队对不同DOAs条件下的D18：N3的光物理、力学和光伏性能进行了表征。通过引入DOA DOY-C4和较长的柔性烷基连接剂和较低的聚合，D18：N3：DOY-C4的柔性OSCs比D18：N3的硫化羰（17.7%）高PCE（17.91%）和硫化羰（11.8%）。基于D18：N3：DOY-C4的柔性OSCs在2000个连续弯曲循环后保留了98%的初始PCE，显示出比参考装置更大的机械稳定性（保持89%的初始PCE）。研究通过对不同薄膜拉伸后形貌的分析提出，柔性寡聚物受体能够与聚合物给体之间形成类缠结的行为，且这种行为导致薄膜力学性能的显著增长。

相关研究成果以Ductile Oligomeric Acceptor-modified Flexible Organic Solar Cells show Excellent Mechanical Robustness and near 18% Efficiency为题，发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。宁波材料所博士研究生叶勤睿和陈振宇为共同第一作者，宁波材料所特聘青年研究员宋伟和葛子义研究员为通讯作者。

【图文导读】

图1. 聚合物给体D18、小分子受体N3、寡聚物受体材料结构

图2. 电池光电转化效率及相关参数表征结果

图3. 不同薄膜拉伸后断裂以及拉伸后松弛图

论文地址：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202305562

本文参考：https://www.cas.cn/syky/202309/t20230901_4967306.shtml