寧波材料所Adv. Mater.：柔性有機太陽能電池

有機太陽能電池因具有重量輕、設計性強和便于加工的特點而成為柔性電源的理想解決方案。高功率轉換效率（PCE）和機械魯棒性是有機太陽能電池（OSCs）可穿戴應用的關鍵要求。然而，幾乎所有由聚合物供體（PD）和小分子受體（SMAs）組成的高效光活性薄膜在機械上都是脆性的。因此，開發具有高光電轉化效率和高力學穩定性的柔性有機太陽能電池極富挑戰。

中國科學院寧波材料技術與工程研究所有機光電材料與器件團隊通過將韌性低聚受體（DOA）加入PD： SMA體系，制備了高效（PCE = 17.91%）和機械穩健（裂紋起始應變[硫化羰]=11.7%）柔性OSCs。這一柔性效率是目前報道的柔性有機太陽能電池的最高效率之一。

研究團隊對不同DOAs條件下的D18：N3的光物理、力學和光伏性能進行了表征。通過引入DOA DOY-C4和較長的柔性烷基連接劑和較低的聚合，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個連續彎曲循環后保留了98%的初始PCE，顯示出比參考裝置更大的機械穩定性（保持89%的初始PCE）。研究通過對不同薄膜拉伸后形貌的分析提出，柔性寡聚物受體能夠與聚合物給體之間形成類纏結的行為，且這種行為導致薄膜力學性能的顯著增長。

相關研究成果以Ductile Oligomeric Acceptor-modified Flexible Organic Solar Cells show Excellent Mechanical Robustness and near 18% Efficiency為題，發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。寧波材料所博士研究生葉勤睿和陳振宇為共同第一作者，寧波材料所特聘青年研究員宋偉和葛子義研究員為通訊作者。

【圖文導讀】

圖1.?聚合物給體D18、小分子受體N3、寡聚物受體材料結構

圖2.?電池光電轉化效率及相關參數表征結果

圖3.?不同薄膜拉伸后斷裂以及拉伸后松弛圖

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

本文參考：https://www.cas.cn/syky/202309/t20230901_4967306.shtml