Les cellules photovoltaïques organiques (OPV) ont suscité un intérêt considérable pour la recherche en raison des avantages de la légèreté, flexibilité et traitement de solution à faible coût. Avec le développement des matériaux photoactifs organiques, en particulier les nouveaux accepteurs d'électrons non fullerènes (NFA), Les cellules OPV ont produit des rendements de conversion de puissance (PCE) de plus de 16% ces dernières années. Cependant, ces dispositifs étaient généralement fabriqués avec une méthode de revêtement par centrifugation sur de petites zones inférieures à 0,1 cm ² dans les laboratoires, qui ne conviennent pas aux futures productions haut de gamme.

Pour le processus de revêtement par centrifugation, les films humides sèchent rapidement en raison de la vitesse de filage élevée. Cependant, lorsque les méthodes de revêtement de grande surface, tels que le revêtement de la lame, revêtement à fente, et les méthodes de revêtement par pulvérisation, sont utilisés, les films humides sèchent lentement. Le taux de volatilisation considérablement réduit du solvant donne un temps beaucoup plus long pour l'alignement et l'agrégation moléculaires ordonnés, ce qui peut conduire à la formation d'une plus grande taille de domaine ou à une séparation de phases excessive dans la couche active. Par conséquent, C'est toujours un défi de fabriquer des cellules OPV hautement efficaces via des méthodes de fabrication sur de grandes surfaces.

Récemment, l'équipe de recherche dirigée par le professeur Jian-Hui Hou à l'Institut de chimie, Académie chinoise des sciences, optimisé finement les chaînes alkyles du BTP-4Cl (un dérivé d'un NFA bien connu, Y6) et synthétisé une série de nouveaux NFA BTP-4Cl-X (X =8, 12 ou 16). Ils ont appliqué les nouveaux NFA à la fabrication de cellules OPV revêtues de grande surface et ont obtenu de bons résultats. L'étude intitulée « Cellule photovoltaïque organique à 17% d'efficacité avec une aptitude au traitement supérieure » a été publiée dans Revue scientifique nationale .

Les chercheurs ont démontré avec succès un PCE élevé de 17% dans la petite zone (0,09 cm ² ) Cellules OPV à base de BTP-4Cl-12. Lorsque la méthode de revêtement de la lame a été utilisée pour étendre la zone active, Les cellules OPV de 1 cm2 ont obtenu un excellent PCE de 15,5%, qui fait partie des valeurs les plus élevées dans le domaine des cellules OPV jusqu'à présent. En coopérant étroitement avec le professeur Wei Ma de l'Université Xi'an Jiaotong, ils ont révélé que le BTP-4Cl-12 avait des caractéristiques équilibrées d'aptitude au traitement et d'agrégation de la solution. Par conséquent, le film de revêtement de lame a montré une très bonne morphologie de séparation de phases, ce qui a contribué au transport élevé de porteurs et supprimé la recombinaison de charge dans les cellules OPV. Ce travail a démontré que l'optimisation des structures chimiques des matériaux photoactifs avait une grande importance dans la production de plus grande surface.