上海交通大学刘烽 AM：17.6%@18.4cm2！低毒性溶剂制备有机太阳能电池！

薄膜有机光伏器件（OPVs）致力于以一种环保、高效且低成本的方式利用太阳能，从而为能源生产与生态保护提供一种可持续的解决方案。

基于此，上海交通大学刘烽等人致力于优化有机光伏器件及微型组件的工程制备技术，通过开发低生态影响的溶剂加工方法来实现这一目标。一种新开发的溶剂工程策略采用了环境友好的邻二甲苯（OXY）以及协同作用的双重添加剂（DIM和DIB），实现了最优的光电转换效率（PCE）20.0%（J_SC为26.6 mA cm⁻²，V_OC为0.935 V，FF为80.3%），同时展现出优异的稳定性指标（82%-1500h）。经过优化的TCE:OXY（体积比1:3）溶剂处理的微型组件表现出可扩展的性能，效率达到17.6%（面积为18.4 cm²），这代表了在开发基于安全溶剂的有机光伏器件过程中所取得的最高性能。该论文近期以“Lowering toxicity of solvent in organic solar cells manufacturing for 20%efficiency”为题发表在期刊Advanced Materials上。

总之，OPV制备过程中使用有害溶剂引发了对生态影响和生物多样性的担忧。为解决这一问题，作者等人选择了环境友好的溶剂邻二甲苯（OXY）作为前驱体溶液。通过整合协同添加剂策略以优化形貌并减少能量损失，采用OXY处理的器件实现了20.0%的PCE。至关重要的是，这些结果表明，在氮气和环境空气条件下，使用安全溶剂制备的OPV器件展现出相当的性能，从而使得大规模生产更具可行性。因此，通过环境友好型方法制造的OPV组件在有效面积为18.4 cm²时达到了17.6%的PCE。此外，包含聚合物给体和聚合型非富勒烯受体（NFA）的活性层组成展现出内在的结构稳定性，有助于提高OPV器件的操作寿命和增强热稳定性。同时，加入的L8-BO使活性层特别适合于OXY处理。固体添加剂DIB的引入导致了机械不稳定性，从而形成了有利于广角光收集的微米级光学图案。这些特性对于将OPV集成到城市环境中至关重要，从工程优化的新视角为环境危机提供了长期解决方案。
 

器件制备

器件制备：

ITO/2PACz/BHJ/ PNDIT-F3N/Ag

1.洗干净的ITO玻璃，臭氧20 min，0.3 mg/mL 2PACz EtOH，3000rpm旋涂，100℃退火6 min；EtOH 4000rpm冲洗基底；

2. PM6:L8-BO, PM6:PY-IT, PM6:PY-IT:L8-BO=1:1.2, 1:1.2: 1:0.8:0.4(w/w)，三元BHJ的DIM、DIB、DIM&DIB的用量分别为0.8%vol、25 mg mL^-1、0.3%vol和21 mg mL^-1，给体浓度7 mg mL^-1（CF中）或13 mg mL^-1（OXY中）2800 rpm 40s旋涂，100℃退火10 min，采用CS₂作为溶剂进行SVA处理；

3. 0.7 mg/mL PNDIT-F3N MeOH+0.3%冰醋酸，2600rpm 30s旋涂；

4.蒸镀120 nm Ag。

模组：

ITO/PEDOT:PSS/active layer/PNDIT-F3N/Ag

1.洗干净的ITO玻璃，1064 ns激光（功率3W）进行P1划线，宽度为25 um，15 nm PEDOT:PSS旋涂，150℃退火20 min；

2. 给体浓度10 mg/mLPM6:PY-IT:L8-BO = 1:0.8:0.4 w/w+0.1% DIM+7 mg mL^-1DIB溶于TCE:OXY (1:3 v/v)，旋涂，100℃退火10 min，N₂手套箱内SVA CS₂ 60s；

3. 0.7 mg/mL PNDIT-F3N MeOH+0.3%冰醋酸，2600rpm 30s旋涂；

4. 532 nm ns激光P2划线（功率2W，划线宽度75um，距离P1划线50 um）；

5. 蒸镀150 nm Ag；

6. P3划线（宽度400um，距离P2划线150 um）,GFF为90.37%。