近日,材料科学与工程学院陆仕荣教授团队在权威期刊《Nature Communications》上发表题为“Allylrhodanine-processed all-small-molecule organic solar cell achieves an 18.43% efficiency breakthrough”的研究论文。陆仕荣教授、钟恋特聘研究员为第一通讯作者,联合培养博士生曹多玲为第一作者,台州学院为第一单位。

全小分子有机太阳能电池因材料分子结构明确以及批次稳定性好,展现出巨大产业化潜力,但其强结晶性导致的过度相分离问题长期制约性能提升。本工作创新性地采用结构类似于给体MPhS-C2末端基团的挥发性固体添加剂3-丙烯基罗丹宁(3-AR),实现了对活性层形貌的精准调控。理论计算与形貌表征共同揭示,3-AR通过热力学上倾向于与受体N3的选择性相互作用,在动力学过程中有效抑制给受体的过度结晶与聚集,引导形成纳米尺度理想的双连续互穿网络结构,并显著提高垂直方向的均匀性。优化的形貌协同促进电荷的高效解离与传输,抑制双分子与陷阱辅助复合,最终使器件获得了18.43%的光电转换效率(第三方认证18.16%),创下了二元全小分子电池最高效率纪录。此项成果在刷新国际效率纪录的同时,更进一步推动了有机太阳能电池的商业化进程。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-68924-0