本文重點：
1. TCB-ISM策略成功提高有機太陽能電池的效率：研究人員使用四氯苯（TCB）作為添加劑，發(fā)現(xiàn)TCB-ISM策略可以改善活性層的形態(tài)，增加結晶度并平衡電荷傳輸，從而提高功率轉換效率。
2. TCB-ISM策略在各種有機太陽能電池系統(tǒng)中具有廣泛適用性：研究中的五種不同有機太陽能電池系統(tǒng)均顯示，經(jīng)過TCB處理的器件在光伏性能上優(yōu)于經(jīng)過DIO處理的器件。這凸顯了TCB-ISM策略在光伏行業(yè)實際應用中的潛力。
近年來，由于低成本、輕便和靈活的能源生成潛力，有機太陽能電池（OSCs）吸引了廣泛的關注。加利福尼亞大學洛杉磯分校（UCLA）材料科學與工程系的楊揚教授和智能能源研究所（RISE）電子與信息工程系的李剛教授帶領的研究團隊，包括傅杰豪、黃介思等人，進行了一項開創(chuàng)性研究，實現(xiàn)了的19.31%功率轉換效率（PCE），為二元有機太陽能電池創(chuàng)下了新紀錄。這一非凡成果得益于創(chuàng)新的四氯苯誘導中間態(tài)管理（TCB-ISM）處理方法。值得注意的是，19.31%的PCE值已由光焱科技光電校準實驗室獨立認證，達到了18.93%的效率。
研究人員探索了各種給體-受體（D:A）混合物和處理條件，以優(yōu)化有機太陽能電池的分子堆疊和形態(tài)。與傳統(tǒng)處理方法（如使用溶劑添加劑1,8-二碘辛烷[DIO]）相比，新穎的TCB-ISM技術顯著提高了有機太陽能電池的性能和穩(wěn)定性。TCB-ISM處理中觀察到的非單調中間態(tài)轉變促進了更有序的分子堆疊和改善的電荷傳輸，從而實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的PCE。
研究團隊使用了光焱科技的先進分析設備—傅里葉變換光電流光譜儀（FTPS，PECT-600）和鈣鈦礦與有機光伏Voc損失分析系統(tǒng)（REPS，ELCT-3010）。這些設備使研究人員能夠準確測量有機太陽能電池的性能和能量損失參數(shù)，確保其結果的可靠性。
此外，該研究通過將TCB-ISM策略應用于其他五個有機太陽能電池系統(tǒng)，包括全小分子系統(tǒng)（BTR-Cl:Y6）和各種聚合物：非富勒烯體系（PBDB-T:ITIC，PBDB-T-2Cl:IT-4F，PM1:BTP-eC9和PM6:BTP-eC9），展示了TCB-ISM策略的多功能性。在所有情況下，經(jīng)過TCB-ISM處理的器件表現(xiàn)出比經(jīng)過DIO處理的對應器件更出色的光伏性能。特別是PM1:BTP-eC9和PM6:BTP-eC9體系分別實現(xiàn)了19.10%和19.31%的PCE，進一步強調了TCB-ISM在推動有機太陽能電池技術方面的潛力。
除了改善的PCE之外，經(jīng)過TCB-ISM處理的器件還展示了增強的穩(wěn)定性，其中基于PM6:BTP-eC9的有機太陽能電池在經(jīng)歷了1000小時的模擬1太陽光照壓力測試（在最大功率點[MPP]處進行）后，仍保持其初始效率的78%。這種增強的穩(wěn)定性歸因于TCB-ISM誘導的均勻分子聚集和更高的結晶度，以及混合膜中不存在殘留的TCB。
綜上所述，這項開創(chuàng)性研究展示了TCB-ISM處理在實現(xiàn)有機太陽能電池創(chuàng)紀錄功率轉換效率方面的巨大潛力。通過利用恩利科技的先進分析設備，包括FTPS（PECT-600）和REPS（ELCT-3010），研究人員能夠準確表征和優(yōu)化這些創(chuàng)新有機太陽能電池的性能。隨著持續(xù)的研究和發(fā)展，TCB-ISM策略可能為下一代高效、穩(wěn)定和經(jīng)濟實惠的太陽能解決方案鋪平道路。
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