近日,我校李永舫院士、李耀文教授团队与合作者在Nature Reviews Clean Technology发表题为“Efficiency, stability and scalable deployment of organic photovoltaics”的综述文章。我校材料与化学化工学部为第一作者单位,朱娟副教授为该论文工作的第一作者,李耀文教授和陈海阳教授为通讯作者。
该综述系统总结了有机光伏在高效率材料设计、长期稳定性、可规模化加工、制造成本以及柔性和半透明应用等方面的研究进展,并从效率提升、稳定性增强、规模化加工和成本控制协同优化的角度,分析了有机光伏从实验室高效率器件走向实际应用的关键路径。有机光伏是一类以有机半导体材料为核心的太阳能电池技术,具有轻质、柔性、半透明、可低温溶液加工和适合大面积制备等特点。近年来,随着非富勒烯受体材料、给受体分子设计、添加剂工程和界面调控策略的快速发展,有机光伏单结器件的认证光电转换效率已经超过21%,大面积组件面积超过10 cm2且效率达到15%以上,显示出向规模化制造和应用部署发展的重要潜力。
该综述指出,高效率并不等同于真正的应用成熟。当前有机光伏仍面临长期稳定性不足、大面积制备过程中的效率损失、厚膜器件中的电荷传输限制、柔性器件机械可靠性不足以及高性能材料合成复杂、成本偏高等挑战。文章围绕高效率材料设计、添加剂工程、自组装单分子层界面调控、稳定性失效机制、绿色溶剂加工、厚膜形貌控制、流体动力学调控以及柔性和半透明器件应用等方面进行了系统梳理,提出未来有机光伏需要从单一追求效率转向效率、稳定性、规模化加工、成本控制和应用场景适配的协同优化。该综述进一步展望了有机光伏在可穿戴电子、室内能量采集、建筑一体化光伏、农业光伏和柔性自供能器件等方向的应用前景。文章认为,通过加强标准化稳定性测试、开发低成本高稳定材料体系、优化绿色溶剂和卷对卷制造工艺,并结合机器学习和高通量实验开展材料筛选、墨水配方和形貌预测,有机光伏有望成为未来清洁能源体系中的重要组成部分。

有机光伏的柔性化、形态多样化与半透明应用
文章链接:https://www.nature.com/articles/s44359-026-00202-0