有機(jī)太陽(yáng)能電池由于可采用低成本的方法制備輕質(zhì)、柔性的大面積器件，具有廣闊的應(yīng)用前景，受到了廣泛的關(guān)注。隨著新型有機(jī)光伏材料的快速發(fā)展以及科研人員對(duì)于活性層的形貌調(diào)控的深入理解，有機(jī)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率逐步提升。為有機(jī)光活性層的形貌調(diào)控是提升電池光電轉(zhuǎn)化效率的主要方法之一。

近年來(lái)，新型非富勒烯受體材料因優(yōu)異的光伏性能，得到了快速的發(fā)展。然而，目前非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池的形貌調(diào)控主要沿用了在富勒烯電池中常用的方法。其中，采用高沸點(diǎn)溶劑添加劑是最有效的方法之一，但是采用這種方法所制備的電池面臨著穩(wěn)定性和重現(xiàn)性較差的問(wèn)題。

在中國(guó)科學(xué)院、國(guó)家自然科學(xué)基金委和科技部的支持下，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)博士生導(dǎo)師，化學(xué)所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室侯劍輝課題組科研人員針對(duì)新型非富勒烯受體材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，開(kāi)創(chuàng)性地設(shè)計(jì)并合成了一類(lèi)揮發(fā)性固體添加劑，并首次將其應(yīng)用到非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池的活性層優(yōu)化中，獲得了突出的光電轉(zhuǎn)化效率。

不僅如此，采用揮發(fā)性固體添加劑的光伏器件表現(xiàn)出良好的膜厚耐受性以及穩(wěn)定性等（Nat.Commun.2018,9,4645）。最近，科研人員詳細(xì)地研究了固體添加劑的工作機(jī)制以及其揮發(fā)性對(duì)電池性能的影響。此類(lèi)固體添加劑可以通過(guò)分子間相互作用力巧妙地嵌入非富勒烯受體分子之間從而誘導(dǎo)受體分子有序排列。得益于受體分子更為緊密的堆積結(jié)構(gòu)，活性層的電荷傳輸性能得到大幅度地提高，使得相應(yīng)的電池器件表現(xiàn)出優(yōu)異的光伏性能。

圖1揮發(fā)性固體添加劑工作機(jī)制示意圖

另外，研究人員證明本方法同樣適用于目前最高性能的有機(jī)光伏電池。這一工作為固體添加劑的設(shè)計(jì)和發(fā)展提供了有益參考，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期的《先進(jìn)材料》上。