近日，材料科学与工程学院陆仕荣教授团队在全小分子有机太阳能电池（ASM-OSCs）领域取得重要进展，通过一种基于球形对称卤代金刚烷的新型添加剂，成功将器件光电转换效率（PCE）提升至18.47%，刷新了二元体系新纪录。相关研究成果以题为“18.47% efficiency in all-small-molecule organic solar cells via a spherically symmetric halogenated adamantane-based additive”发表于中科院1区TOP期刊《SCIENCE CHINA Chemistry》上。陆仕荣教授、钟恋特聘研究员为第一通讯作者，曹多玲和孙锦统为共同第一作者，台州学院为第一单位。
针对全小分子体系活性层形貌难以精细调控这一长期制约效率提升的核心瓶颈，研究团队创新性地引入了一系列球形对称卤代金刚烷添加剂（1-氯金刚烷（CA）、1-溴金刚烷（BA）和1-碘金刚烷（IA）），其中IA调控形貌使其器件性能最佳。该添加剂通过其独特的分子结构和强相互作用，有效延长了薄膜成核与晶体生长时间，引导给受体材料形成高度有序的分子堆叠和理想的相分离尺度，同时大幅减少了薄膜缺陷。经IA优化后，器件内部电荷传输更加高效平衡，双分子复合及陷阱辅助复合被显著抑制。最终，基于MPhS-C2:N3的二元ASM-OSC实现了18.47%的PCE，显著优于对照器件的17.52%。该研究不仅揭示了球形对称添加剂在形貌调控中的关键机制，也为高效稳定全小分子光伏器件的分子设计提供了新思路。
论文链接：https://www.sciengine.com/SCC/doi/10.1007/s11426-026-3794-0
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