貴州大學呂夢嵐&謝遠鵬課題組ACS Energy Lett.:打破形貌限制：揮發性固體添加劑在有機光伏中的崛起

活性層納米形貌是決定有機太陽能電池性能的核心因素。當前最有效的形貌調控策略是添加劑工程，其中，揮發性固體添加劑因其可精細調控活性層微觀結構并在處理后完全移除，能同步提升器件效率與穩定性，成為研究焦點。

近日，貴州大學化學與化工學院呂夢嵐和謝遠鵬團隊在國際能源領域頂級期刊《ACS Energy Letters》上發表的綜述，全面總結了揮發性固體添加劑這一新興策略在突破有機光伏性能瓶頸方面的重大突破及關鍵貢獻。文章首次基于固體添加劑的單元結構構建了清晰的分類體系（苯、噻吩及其他衍生物），并建立了從“分子結構-作用機理-器件性能”的完整闡釋框架，重點揭示了固體添加劑如何通過調控結晶與相分離動力學以精準優化活性層形貌。同時，團隊深刻剖析了添加劑的殘留、系統普適性及環境友好性方面的核心挑戰，并前瞻性地提出了相應的解決方案，為設計下一代高效、穩定的有機太陽能電池提供了清晰的路線圖。

研究亮點

1.首創結構分類框架，闡明“結構-功能”關系，揭示了不同結構（如鹵素取代位點、對稱性、π-共軛程度）如何通過調控靜電勢、偶極矩等關鍵參數，影響其與給/受體的非共價相互作用，最終決定分子堆積秩序和相分離形貌。

2.深度解析多重作用機制：綜述超越了將VSA視為簡單“形貌調節劑”的層面，深入總結了其四大核心作用機制。

3.前瞻挑戰與未來，指明研究方向：對于領域面臨的挑戰，文章明確指出了殘留問題、熱退火依賴性、系統普適性及環境毒性等關鍵瓶頸。并據此提出了建設性的解決方案。

Z. Zhang, Y. Xie, X. Yang, et al. “Breaking Morphology Limits: The Rise of Volatile Solid Additives in Organic Photovoltaics”.

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c02755

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