郝晓涛团队在有机光伏稳定性物理机制研究中取得新进展

发布日期:2025-09-28

近日,物理学院有机光电子学团队有机光伏稳定性研究方面取得新进展,两项研究成果均发表于国际学术期刊《Advanced Materials》(影响因子:26.8)。


进展一:可拉伸有机光伏在柔性可穿戴电子设备方面展现出巨大应用潜力,添加低成本的热塑性弹性体被广泛用于改善有机太阳能电池的机械稳定性。热塑性弹性体具有结构多样性,其对活性层形貌、光电及力学性能的影响尚不清晰,制约可拉伸有机光伏的性能。研究团队系统研究了热塑性弹性体结构多样性对器件性能的影响,提出了有效弹性体密度”概念,揭示了弹性体结构多样性与有机光伏激子及载流子动力学、形貌、光电和力学性能的关联机制,实现弹性体增韧器件中效率和机械性能的协同优化。相关研究成果以“Control of Effective Elastomer Density Enables Mechanically Robust and High‐Efficiency Intrinsically Stretchable Organic Solar Cells”为题发表Advanced Materials山东大学博士研究生孙铭为论文第一作者,通讯作者为山东大学郝晓涛教授、杜晓艳教授以及天津大学叶龙教授,山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

论文链接为https://doi.org/10.1002/adma.202514031

进展二:随着有机光伏能量转换效率的提高,增强与大规模生产工艺兼容的器件的稳定性至关重要。研究团队对空气中制备的有机太阳能电池的稳定性进行了深入研究。在光照下,厚活性层器件比薄活性层器件显示出更快的陷阱态产生、电荷收集效率降低以及短路电流密度衰减。在排除活性层材料降解及形貌的变化之后,研究阐明其衰减主要来自于聚合物给体在光照下产生的自由基。厚活性层在单位厚度中具有更多非晶相,空气中的氧分子更易扩散,光照下产生更多自由基,从而引起器件性能的快速衰减。该工作为设计高效、稳定、可规模化制备的有机太阳能电池提供了重要参考。相关工作以“Enhance Photo-Stability of Up-Scalable Organic Solar Cells: Suppressing Radical Generation in Polymer Donors”为题发表于《Advanced Materials》,山东大学硕士研究生肖梦飞为论文第一作者,通讯作者为山东大学杜晓艳教授,山东大学为论文第一作者单位和唯一通讯作者单位

论文链接为https://doi.org/10.1002/adma.202412746

该研究工作得到了国家自然科学基金、晶体材料全国重点实验室、山东省自然科学基金、泰山学者等项目的资助。