【仪表网 研发快讯】面对全球自然环境恶化的挑战，发展可再生清洁能源已成为最重要的解决方案之一。有机太阳能电池(Organic solar cells，OSCs)作为新一代的光伏技术，凭借质轻、透明、柔性、成本低等优点受到了广泛关注，在光伏建筑一体化、可穿戴柔性电子器件和物联网设备等领域具有十分广阔的应用前景。
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长期从事高效有机太阳能电池的研究(Joule 2021, 5, 2395; Energy Environ. Sci. 2023, 16, 3119; Adv. Mater. 2022, 34, 2202752; Adv. Mater. 2023, 35, 2305562; Adv. Mater. 2022, 34, 2202752; Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62,, e202310034; Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202318360)。近期，该团队葛子义研究员和杨道宾副研究员等在顶级期刊Chemical Society Reviews上发表题目为“Stability of organic solar cells: toward commercial applications”的综述论文(Chem. Soc. Rev. 2024, DOI: 10.1039/D3CS00492A)，系统总结了近年来有机太阳能电池稳定性的研究进展，从材料、界面、空气、光、热和机械稳定性等方面讨论了研究现状，指出在迈向商业化过程中所面临的稳定性挑战，并提出未来高效稳定有机太阳能电池的研究方向(图1)。
随着有机太阳能电池中光伏材料的发展和制备技术的优化，其光电转换效率迅速提高，目前单结和串联器件的最高光电转换效率已超过19%和20%，半透明、室内和柔性器件的PCE也分别超过15%、33%和18%。然而，目前研究人员对材料稳定性和器件寿命的关注较少，只有约15%的论文进行稳定性研究，且测试标准不一，同时在光热条件下器件寿命较短，难以满足商业化应用的需求(图2)。本综述首先总结了通过材料设计提高稳定性的方法，如开发新型给体、受体、单组分材料、第三组分材料、空穴传输材料和电子传输材料。其次，仔细回顾了通过器件工程提高器件稳定性的策略，包括界面修饰、工艺优化和电极改性等方法。再次，从材料、界面、空气、光、热和机械稳定性等方面讨论了研究现状。最后，对未来的发展方向进行了展望，希望可以早日实现有机太阳能电池的商业化应用。
宁波材料所硕士研究生丁鹏飞为论文第一作者，宁波材料所葛子义研究员和杨道宾副研究员为论文的共同通讯作者。该工作得到了国家杰出青年科学基金(21925506)，国家自然科学基金(U21A20331)和浙江省自然科学基金(LQ22E030013)的支持。
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