科学家们最近调整了三元有机太阳能电池（TOSC）的材料，并实现了其传统太阳能电池表亲的效率。研究结果最近发表在《先进材料》杂志上。 顺盈招商主管？该研究由中国科学院青岛生物能源与生物过程技术研究所（QIBEBT）的研究人员进行。

　　有机与无机太阳能电池，一直是科研领域的热门话题。有机光伏太阳能电池（OSC）是一种使用有机材料（通常由小分子或聚合物组成）将太阳光转化为电能的太阳能电池，不同于使用晶体硅或其他无机材料的传统无机太阳能电池。OSC的主要优势之一是其灵活性和轻量级。它们可以廉价地制造柔性卷筒而不是刚性面板，使其适用于各种应用，如传感器，便携式充电器或可穿戴电子产品。OSC也可以设计为半透明或各种颜色，从而可以美学地集成到建筑物、窗户或其他结构中。

　　然而，OSC的功率转换效率（PCE）低于无机太阳能电池。TOSC在一定程度上改变了这种情况。与由供体材料和受体材料组成的传统二元有机太阳能电池不同，TOSC包括额外的第三组分，通常称为“客人”。引入该客体组件是为了优化太阳能电池运行的各个方面，从调整电池的内部能量流到改善电池将光转换为电能的方式。

　　“来宾”组件的角色，对PCE增益特别感兴趣。客体组件还可以拓宽可吸收的光谱。通过选择在供体或受体未覆盖的范围内吸收光的客体材料，可以增加细胞的整体阳光吸收。同时，可以很好地调整激子解离、电荷产生和传输过程中的共混膜形貌。

　　鉴于客体组件可以发挥许多不同的功能，它在太阳能电池“三明治”或矩阵中的特定位置可以从根本上改变性能。“根据其位置，客体组件可以闪电般快速地传输能量，或者帮助捕获更多的阳光。”该研究的合著者李永海说。

　　有三种不同的位置可能性：嵌入供体材料中，嵌入受体材料中，或以某种方式分散在供体和受体的界面之间，形成混合的合金状结构（聚集）。但到目前为止，很少有人关注客人组件的位置。

　　实验细节和结果，在他们的研究中，研究人员在TOSC中使用了一种名为LA1的客体成分（在结晶度方面与其他客体成分材料不同）。LA1是一种小分子受体，研究人员用苯烷基侧链修饰 - 苯烷基侧链是一种官能团（分子内具有自己一组性质的原子集合），通常用于设计用于光伏设备的有机材料。LA1用苯烷基侧链改性，以提高其结晶度和取向性，同时保持令人满意的相容性，从而提高其在TOSC中的性能。

　　此外，研究人员通过处理控制与宿主成分相互作用的各种条件来调节其客体成分的分布，包括宿主/客体兼容性、表面能、晶体动力学和分子间相互作用。通过这样做，他们在大多数客体分子中发现了合金状聚集，这些聚集也渗透并分散到宿主分子中。

　　令人印象深刻的是，这些嵌入式主体/客体“合金”的晶体尺寸可以很容易地进行微调，以改善电荷传输和抑制电荷复合。结果，研究人员最初能够实现超过15%的PCE增益，然后通过将他们的客体组件与Y6系列受体作为宿主组件相结合，他们实现了超过19%的更大效率增益。

　　研究人员认为他们已经取得了相当大的实验成功，但这些收益的驱动力在理论上仍然不太清楚。展望未来，研究人员希望更好地阐明这些潜在的机制。