透过结晶调控剂苊调控两步结晶　创造有机双面太阳能电池的突破性效率

香港理工大学电机及电子工程学系能源转换技术讲座教授、钟士元爵士可再生能源教授李刚教授及其研究团队，于《Nature Energy》发表了题为「Two-step crystallisation modulated through acenaphthene enabling 21% binary organic solar cells and 83.2% fill factor」（通过苊调控两步结晶，实现21%双面有机太阳能电池及83.2%填充因子）的研究论文。

非富勒烯受体的结晶动力学会影响有机太阳能电池活性层形貌及电荷传输特性，进而决定器件的光电转换效率。然而，如何优化供体与受体材料在活性层中的分子排列，仍然是一项重大挑战。在本研究中，团队利用结晶调控剂「苊」，精确控制非富勒烯受体的结晶动力学。苊透过诱导两步骤结晶过程，改变受体分子的自组装行为：苊分子首先固定受体的堆积模式，随后进一步令结晶框架更精细，最终在活性层中形成长程有序的受体结构。

此创新方法通过构建了多重电荷传输通道，显著提升器件的电荷传输效率。研究结果显示，在D18/L8-BO及PM1/L8-BO-X双元有机太阳能电池中，分别实现了20.9%（认证值20.4%）及21%（认证值20.5%）的光电转换效率，最高填充因子达83.2%（认证值82.2%）。这些成果标志着高性能有机太阳能电池发展的重要突破。