有機光伏（OPVs）技術(shù)商業(yè)化進程中的一大關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于如何同時實現(xiàn)高效率與長期穩(wěn)定性。針對此挑戰(zhàn)，上海交通大學化學化工學院 劉烽教授團隊創(chuàng)新性地引入了高熵（HE），該策略巧妙融合了物理共混與化學合成兩種方法。通過精心設(shè)計的多組分混合，有效增強了系統(tǒng)的熵效應(yīng)，誘導形成了理想的形貌，進而顯著減少了電壓損失并優(yōu)化了激子動力學。

在物理共混研究中，他們觀察到高熵混合物中的受體分子因擁有共同的主鏈結(jié)構(gòu)而保持了強烈的π-π相互作用。同時，通過引入多樣化的鹵素或烷基鏈，成功降低了結(jié)構(gòu)的有序性，促進了更均勻的混合。這種混合狀態(tài)導致導帶態(tài)密度重新分布，有效帶隙得以提升，非輻射復合減少，進而顯著提高了開路電壓（Voc）。

隨后，他們將高熵設(shè)計原則拓展至化學合成領(lǐng)域，成功開發(fā)出了一系列高性能的高熵材料。這些材料在OPV器件中展現(xiàn)出了**的性能，**光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）高達20.6%（平均值為20.3% ± 0.2%，認證效率為20.0%）。此外，在常規(guī)封裝器件的穩(wěn)定性測試中，他們觀察到這些高熵材料在持續(xù)光照條件下表現(xiàn)出更高的工作穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。

具體而言，在高分子有序體異質(zhì)結(jié)（HE OPVs）中，熵效應(yīng)發(fā)揮了關(guān)鍵作用，并且有助于形成理想的形貌和光電特性。在高分子-電子受體（HE）混合物中，他們觀察到了DoS的重新分布以及電荷轉(zhuǎn)移態(tài)能量的增加，這些變化共同提升了開路電壓。他們的創(chuàng)新設(shè)計理念——即通過使用不同的鹵素或烷基鏈在層狀結(jié)構(gòu)中引入無序性，同時保持相似的分子主鏈以維持π-π相互作用——使得他們能夠在一鍋合成過程中獲得具有廣泛組成可能性的高分子-電子受體混合物（HEMs）。這些HEMs不僅保持了所需的激子擴散和電荷傳輸特性，還展現(xiàn)出了**的光電性能和穩(wěn)定性。

綜上所述，劉烽教授團隊的研究表明高熵設(shè)計策略是一種**潛力的創(chuàng)新方法，對于推動高性能、穩(wěn)定的有機光伏器件的發(fā)展具有重要意義。這一策略不僅顯著提高了OPV器件的效率和穩(wěn)定性，還為大規(guī)模能源應(yīng)用提供了更加廣闊的前景。

文中測試JV使用設(shè)備：

Efficient and stable high-entropy organic photovoltaics

Ming Zhang , Lei Zhu, Jun Yan， Xiaonan Xue, Zaiyu Wang,Flurin Eisner,Guanqing Zhou, Rui Zeng,Lixuan Kan, Liang Wu, Wenkai Zhong, Anyang Zhang,Fei Han, Jingnan Song, Nicolai Hartmann, Zichun Zhou,Hao Jing, Haiming Zhu, Shengjie Xu , Jenny Nelson, Yongming Zhang, and Feng Liu

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