李永舫院士团队提出了有机太阳能电池活性层的主客体材料设计策略

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近年来，可溶液印刷有机太阳能电池由于具有活性层薄、轻质、柔性、结构简单、可制备成半透明器件等优点，在便携式能源、光伏建筑一体化等方面展现了巨大的应用前景，有望突破晶硅电池在应用场景方面的局限性，成为一种颠覆性光伏技术。目前，实验室制备的小面积有机太阳能电池效率（PCE）已经突破18%。然而，通过溶液印刷方法获得高质量有机活性层仍需严苛的制备条件，如溶剂选择窗口窄，需要借助高挥发性、有毒的氯仿溶剂，普遍采用高能耗的热退火工艺，严重制约了有机太阳能电池的产业化进程。

       11月1日，国际顶级期刊Nature Energy在线发表了题目为《A guest-assisted molecular-organization approach for >17% efficiency organic solar cells using environmentally friendly solvents》的研究论文，该成果由材料与化学化工学部李永舫研究团队李耀文教授等人完成。论文率先提出了有机太阳能电池活性层的主客体材料设计策略，实现了使用环境友好的高沸点溶剂溶液印刷过程中活性层主体组分在相容性、溶解性、宏观和微观尺度组装行为的有效调控。环境友好溶剂中分别通过溶液旋涂和刮涂法制备了高稳定性、世界领先效率的小面积单节（PCE=17.48%，0.062 cm2）和大面积（PCE=14.26%，36 cm2）模组有机太阳能电池，相关性能在权威机构（中国科学院上海微系统与信息技术研究所 (SIMIT)）得到认证。该工作解决了可溶液印刷有机太阳能电池大面积模组制备过程中的多个瓶颈性问题，将加速推动有机太阳能电池的产业化进程。
文章链接：https://doi.org/10.1038/s41560-021-00923-5。
       李永舫研究团队简介：
       材料与化学化工学部一直秉承“大师+团队”的人才引进机制，2014年在学校及学部各级领导的协助下，李永舫院士通过现存师资整合与外部人才引进模式，建立了苏州大学先进光电材料重点实验室。李院士以“顶天立地”的基础前沿探索与重大应用需求为发展目标，形成化学、材料等多学科交叉特色，打造人才聚集、前沿研究与科技成果转化的策源平台；以“小而精”的发展模式和“热爱，用心，努力，认真”的育人理念，致力于从具有自主知识产权的材料开发、器件结构探索、面向应用的目标导向等着力推动新型太阳能电池的基础研究及产业化；以瞄准国家“碳达峰、碳中和”战略需求和地方经济建设需要，建设一流学科，为国家培养人才为己任，积极开展学科布局。
       经过7年的发展，李永舫院士领衔的团队创建了苏州市新型半导体光电材料与器件重点实验室，在人才培养、科研成果、学科发展等诸多方面取得了瞩目成绩。现有教授6名，副教授2名；先后从苏州大学本土培养青年教师获得国家优青3人，全球高被引科学家3人，连续两年培养博士获得博士后创新人才计划项目。目前团队的主要研究方向有（1）有机/聚合物太阳能电池光伏材料;（2）有机/聚合物太阳能电池器件；（3）钙钛矿太阳能电池。团队在高性能太阳能电池材料设计和器件构筑方面达到世界先进或领先水平：通过可挥发性添加剂策略获得了18.8%的光电转效率（Adv. Mater.，2021，DOI: 10.1002/adma.202105301)；提出电极载流子分级传输的新机理，推动柔性透明电极在低面电阻、高透过率、高机械弯曲等性能实现突破，并获得世界记录柔性有机太阳能电池（Adv. Mater.，2020，32，1908478）；在钙钛矿电池研究方面，提出界面层钝化策略和混合维度策略显著提高了钙钛矿太阳能电池稳定性（工况下3000小时保持初始效率95%）和效率（Adv. Mater.，2021，33，2006753；Adv. Mater.，2021，33，2105170）。李院士积极协助鼓励并支持团队成员申请各类国家及省部级项目，目前承担包括国家自然科学基金委重大研究计划集成项目、科技部国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委重点国际(地区)合作研究项目、国家自然科学基金委优秀青年科学基金、国家自然科学基金委面上项目、江苏省杰出青年基金、江苏省优秀青年基金等国家级、省部级、市厅级研究项目40余项，累计获得经费3000余万元；获得江苏省高等学校科学技术研究成果奖一等奖；在Nat. Energy, Nat. Commun., Sci China Chem，J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等杂志发表高水平论文230余篇，他引9000余次；获得国内外授权发明专利20余件。先后与多家上市公司建立了产学研合作平台。
        李耀文，苏州大学材料与化学化工学部教授，博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者，中国材料研究学会太阳能材料专业委员会专家委员。主要研究方向为光电功能材料及器件。
        长期围绕有机、钙钛矿太阳能电池开展研究工作，积极推进产学研一体化的研究模式，在高性能太阳能电池材料合成及器件结构探索，柔性大面积组件太阳能电池等关键材料和技术等方面取得了一系列研究成果。目前在Nat. Energy, Nat. Commun., Joule, J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater.等高水平杂志上发表SCI论文100余篇，获得发明专利10余项。他人引用6000余次，H因子43。获得“国家优秀青年科学基金”“江苏省优秀青年科学基金”“仲英青年学者”等人才项目资助；获得江苏省高等学校科学技术研究成果奖一等奖（排名第一）；国家重点研发计划课题负责人；国家基金委面向能源光电转换重大研究计划集成项目、国际重点合作项目骨干；主持国家基金等省部级项目10余项，企业横向项目3项，并担任苏州大学透明导电薄膜协同创新中心、柔性光电子器件校企合作平台负责人。


        文章来源：苏州大学