​​突破19.92%效率！宁波材料所“绿色有机太阳能电池”取得进展

全球能源转型加速，光伏技术迭代已进入“深水区”。在传统硅基电池面临成本与工艺瓶颈的背景下，​​中国科学院宁波材料所​​近日在《Energy & Environmental Science》发表重磅成果——通过​​直接C-H活化策略​​开发出新型低结晶度受体材料D-IDT，成功将有机太阳能电池（OSC）效率推至​​19.92%​​，并实现光热稳定性双突破。

​​一、技术破局：从“有毒合成”到“绿色革命”​​

传统有机光伏材料的合成长期依赖​​Stille偶联反应​​，需使用剧毒有机锡试剂，且原子利用率仅30%-40%。宁波材料所团队另辟蹊径，采用​​直接C-H/C-H交叉偶联​​技术，将合成步骤缩减40%，产率提升至85%以上，且唯一副产物为氢气。

这种“一步法”工艺彻底摆脱了锡试剂依赖，毒性废弃物减少90%，生产成本降低约25%，被业内评价为“有机光伏材料的合成范式转移”。

​​二、性能跃升：效率与寿命的“双螺旋突破”​​

实验数据显示，引入D-IDT的​​D18:BTP-eC9体系​​展现出三大颠覆性优势：

​​效率跃迁​​：开路电压提升至0.92V，填充因子突破78%，综合效率达19.92%（第三方认证数据），较同类体系提升1.3个百分点；

​​稳定性跃升​​：在1倍太阳光强、65℃加速老化测试中，器件​​320小时效率保持率超90%​​，远超行业平均50%的衰减阈值；

​​形态优化​​：通过原位紫外吸收光谱证实，D-IDT的弱结晶特性可抑制主体材料过度自组装，形成20-50nm的理想相分离结构，电荷传输效率提升37%。

​​三、产业化前景：柔性光伏的“黄金赛道”​​

此次突破的深层价值在于​​技术路径的可扩展性​​。研究团队同步开发的​​旋涂-退火一体化工艺​​，已实现30cm×30cm模组试制，组件效率达17.8%。

结合宁波材料所4月17日公布的柔性OSC成果（17.91%柔性效率、12%断裂拉伸率），​​“刚柔并济”的技术矩阵​​已成型，可覆盖建筑光伏一体化（BIPV）、车载发电、可穿戴设备等万亿级场景。