高效有機太陽能電池以電子給受體材料均勻共混形成的本體異質(zhì)結(jié)為基礎(chǔ)，目前其光電效率已突破到15%。在器件制備工藝日臻成熟的條件下，新材料的設(shè)計合成及應(yīng)用對于光電效率不斷提高起了至關(guān)重要的作用。近期，我院有機光伏研究團隊楊少鵬課題組將硅炔官能團側(cè)鏈應(yīng)用到高效給體聚合物分子主鏈中制備了相關(guān)光伏材料,發(fā)現(xiàn)通過硅炔功能側(cè)鏈的有效應(yīng)用可達到強化分子間相互作用、保證溶液加工性能，并有效提升器件開路電壓等目的（ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 28828）。進一步，團隊成員利用硅炔可舒解空間位阻的特點，將其應(yīng)用到“頭碰頭”聯(lián)二噻吩構(gòu)筑單元中，解決傳統(tǒng)地單純烷基取代時空間位阻大的弊端，構(gòu)筑了可實現(xiàn)高器件開路電壓的有效聚合物給體（ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 7271）。這些工作對于探索硅炔側(cè)鏈的應(yīng)用及具有高開路電壓特征的給體材料開發(fā)具有重要意義。

界面緩沖層可調(diào)度電荷由光活性層向電極有效轉(zhuǎn)移。契合溶液加工以降低器件制造成本的需要，近年來醇溶性聚電解質(zhì)陰極界面材料獲得了廣泛應(yīng)用。然而其在使用過程中存在厚度過薄、需要和不穩(wěn)定性Al電極組合以及不能充分阻擋空穴等局限。為此，團隊成員將蒸鍍性陰極界面材料BCP/Ag電極和醇溶性聚電解質(zhì)結(jié)合，實現(xiàn)了器件效率及穩(wěn)定性的提升，而且該類陰極界面設(shè)計對不同聚電解質(zhì)及活性層體系都能起到效果（ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 5682）。通過向傳統(tǒng)二元體系中引入第三組分，可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)光吸收、促進電子轉(zhuǎn)移以及改善微納混合形貌等目的，同時可避免采用疊層器件時的復(fù)雜制備工藝。最近，團隊將非富勒烯受體IT-M摻雜到PTB7-Th：PC₇₁BM體系中，獲得了器件各參數(shù)及性能的綜合提高（Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2018, 182, 45）。通過結(jié)晶性小分子DR3TBDTT的有效摻雜亦實現(xiàn)了類似目的（Org. Electron. 2017, 41, 209）。

此外，繼先前工作基礎(chǔ)上（Prog. Photovolt: Res. Appl. 2015, 23, 783; Org. Electron. 2015, 18, 70），近期團隊成員拓展了溴硝基苯類添加劑的應(yīng)用（J. Mater. Chem. C 2017, 5, 10985）。同時，在基于添加劑的鈣鈦礦太陽能電池性能優(yōu)化方面亦進行了積極嘗試（Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2017, 165, 36）。自2017年以來，共發(fā)表JCR一區(qū)文章7篇、二區(qū)文章3篇，取得了重要進展。

（Sol. Energy Mater. Sol. Cells2017,165, 36-44）

（物理學(xué)院供稿）