主页龙行天下娱乐注册有机太阳能电池(OSCs)是一种利用有机半导体将光子转化为电能的下一代光伏技术；它具有低成本、柔性和半透明性等潜在优势。在过去的几年里，由于材料的创新、对工作机制的理解和器件的优化，OSCs取得了显著的进展，功率转换效率(PCE)的快速提高。目前，尖端的OSC器件在标准的单日条件下(AM1.5G)可以输出约19%的PCE，与钙钛矿或硅太阳能电池相比，差距明显缩小，并显示了一些实际应用的相当大的潜力。

　　近日，化学所侯剑辉研究员等发表了评述性论文，基于最近的研究进展，讨论了在分子设计中调整吸收光谱、能级和分子间聚集的策略，并强调了分子静电势在减少能量损失中的作用。然后，作者介绍了由不同给体组成的四种类型的OSCs的最新进展。最后，作者讨论了OSCs在实际应用中面临的挑战，包括材料成本、稳定性和多功能集成。

　　1.为了获得优异的短路电流密度(Jsc)、开路电压(Voc)和填充因子(FF)等光伏参数，在设计OSC材料时，应仔细调整吸收光谱、分子能级和分子间聚集。目前，迫切需要确定一种合理的方法来减少能量损失(Eloss)。

　　2.在过去的十年中，OSCs经历了从富勒烯向非富勒烯受体（NFAs）的转变，并取得了很大的进展。与其他光伏技术相比，效率差距明显缩小，OSCs显示出了巨大的实际应用潜力。为了使OSCs更容易商业化，应该考虑以下效率以外的问题：

　　材料成本。虽然最先进的材料显示出非常高的PCE，但应该注意的是，它们的化学结构变得越来越复杂，导致了材料成本的增加。因此，开发结构简单、合成简单的高效材料是一个重要的课题。对于PBDB-TF和D18等聚合物给体，繁琐的合成过程和低产率的反应是其成本高的主要原因。相比之下，聚噻吩是经典的聚合物给体，结构非常简单。ITIC和Y6类NFAs具有多环熔融梯核，增加了合成的复杂性，从而导致了这些材料的高成本。而许多其他非融合核的NFAs已经被报道，作者认为通过优化材料或加工方法可以实现更高的PCE。需要注意到低成本材料的分子设计是相对独立的，在未来的研究中开发可匹配的给体和受体组合是很重要的。

　　稳定性。在过去的几年中，OSCs的稳定性引起了越来越多的关注，因为这是阻碍其实际应用的最大障碍之一。不稳定性主要源于两种退化模型。首先，活性物质或界面很可能发生化学分解，特别是在有光、水和氧气等外部因素存在的情况下。第二，形态重排是另一种最普遍的降解模式，它与分子间的相互作用密切相关。在最先进的系统中的形态演化强烈地依赖于NFAs的扩散。类Y6 NFAs相对较低的玻璃化转变温度，导致扩散系数高，这可能是其形态不稳定的主要原因。此外，为了获得准确的评价和公平的比较，稳定性测试应遵循标准的方案，这对OSCs的长期发展具有重要意义。

　　功能整合。为了使OSCs更具竞争力，必须充分利用其独特的性质。例如，光响应范围的巨大可调性使一些有前途的应用成为可能，如半透明器件、近红外(NIR)有机光电探测器(OPDs)和室内光伏电池。半透明的光伏电池在可见光范围内应具有较高的透光率。在NIR区域，对太阳光子的利用已经变得越来越重要。除了上述应用外，利用无毒、轻便和柔性，开发更多的OSCs功能整合也是非常重要的。