有機(jī)太陽能電池由于可采用低成本的方法制備輕質(zhì)、柔性的大面積器件，具有廣闊的應(yīng)用前景，受到了廣泛的關(guān)注。隨著新型有機(jī)光伏材料的快速發(fā)展以及科研人員對(duì)于活性層的形貌調(diào)控的深入理解，有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率逐步提升。為有機(jī)光活性層的形貌調(diào)控是提升電池光電轉(zhuǎn)化效率的主要方法之一。

近年來，新型非富勒烯受體材料因優(yōu)異的光伏性能，得到了快速的發(fā)展。然而，目前非富勒烯有機(jī)太陽能電池的形貌調(diào)控主要沿用了在富勒烯電池中常用的方法。其中，采用高沸點(diǎn)溶劑添加劑是最有效的方法之一，但是采用這種方法所制備的電池面臨著穩(wěn)定性和重現(xiàn)性較差的問題。

在中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委和科技部的支持下，中國科學(xué)院大學(xué)博士生導(dǎo)師，化學(xué)所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗(yàn)室侯劍輝課題組科研人員針對(duì)新型非富勒烯受體材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，開創(chuàng)性地設(shè)計(jì)并合成了一類揮發(fā)性固體添加劑，并首次將其應(yīng)用到非富勒烯有機(jī)太陽能電池的活性層優(yōu)化中，獲得了突出的光電轉(zhuǎn)化效率。

不僅如此，采用揮發(fā)性固體添加劑的光伏器件表現(xiàn)出良好的膜厚耐受性以及穩(wěn)定性等（Nat.Commun.2018,9,4645）。最近，科研人員詳細(xì)地研究了固體添加劑的工作機(jī)制以及其揮發(fā)性對(duì)電池性能的影響。此類固體添加劑可以通過分子間相互作用力巧妙地嵌入非富勒烯受體分子之間從而誘導(dǎo)受體分子有序排列。得益于受體分子更為緊密的堆積結(jié)構(gòu)，活性層的電荷傳輸性能得到大幅度地提高，使得相應(yīng)的電池器件表現(xiàn)出優(yōu)異的光伏性能。

圖1揮發(fā)性固體添加劑工作機(jī)制示意圖

另外，研究人員證明本方法同樣適用于目前最高性能的有機(jī)光伏電池。這一工作為固體添加劑的設(shè)計(jì)和發(fā)展提供了有益參考，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在近期的《先進(jìn)材料》上。