近日，華南師范大學(xué)非全日制研究生華南先進(jìn)光電子研究院周國(guó)富教授團(tuán)隊(duì)引進(jìn)青年拔尖人才輦理副教授在有機(jī)太陽(yáng)能電池研究方面獲重大突破，并在國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Materials》(影響因子18.96)發(fā)表題為 《Small-Molecule Solar Cells with Simultaneously Enhanced Short-Circuit Current and Fill Factor to Achieve 11% Efficiency》(DOI: 10.1002/adma.201700616)論文。該文第一作者和通訊作者為輦理副教授，共同通訊作者為周國(guó)富教授，第一單位為華南師范大學(xué)。

　　有機(jī)太陽(yáng)能電池(OPV)以其可溶液加工、質(zhì)輕、柔性等優(yōu)勢(shì)，成為新一代太陽(yáng)能電池技術(shù)的重要代表。根據(jù)光活性層材料的不同種類，有機(jī)太陽(yáng)能電池分為有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池(P-OPV)和有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池(SM-OPV)。由于小分子的結(jié)構(gòu)明確、易于合成與純化，SM-OPV相比于P-OPV具有更低廉的價(jià)格和更好的重復(fù)性，因而更適合未來(lái)的工業(yè)化生產(chǎn)。但目前報(bào)道的高性能SM-OPV的能量轉(zhuǎn)換效率(絕大多數(shù)8~9%，最高10.08%)仍低于P-OPV(絕大多數(shù)10~12%，最高12.2%)。這是由于單一有機(jī)小分子電子給體材料無(wú)法同時(shí)滿足高性能有機(jī)太陽(yáng)能電池對(duì)于電子結(jié)構(gòu)和聚集結(jié)構(gòu)的雙重要求，從而使SM-OPV的能量轉(zhuǎn)換效率總是受限于短路電流密度或填充因子這兩種因素之一。

　　為解決SM-OPV的能量轉(zhuǎn)換效率受限問(wèn)題，華南師范大學(xué)輦理副教授開發(fā)出使用電子結(jié)構(gòu)與聚集特性截然不同的兩種小分子電子給體材料共同制備高性能SM-OPV的方法。這樣的結(jié)合同時(shí)提高了電池器件的短路電流密度和填充因子，最終獲得了目前報(bào)道的世界最高SM-OPV能量轉(zhuǎn)換效率(11%)，并且首次在有機(jī)小分子太陽(yáng)電池中同時(shí)實(shí)現(xiàn)高達(dá)17.99毫安每平方厘米的短路電流密度和高達(dá)77.19%的填充因子。這種使用電子結(jié)構(gòu)及聚集特性互補(bǔ)的多元材料共同作為電子給體的策略可以廣泛應(yīng)用于制備高性能有機(jī)太陽(yáng)能電池中，同時(shí)此方法在不需要新的化學(xué)合成的基礎(chǔ)上，激發(fā)了現(xiàn)有材料體系的性能潛能并擴(kuò)展了其應(yīng)用多樣性，因而具有重要科學(xué)價(jià)值和產(chǎn)業(yè)化前景。