非富勒烯受体有机光伏板固有运行寿命超过30年

　　有机光伏电池(OPVs)如果能同时满足低成本、高效率和长寿命的要求，将有潜力成为一种可再生能源技术。到目前为止，这项技术尚未实现的承诺是其不足的运行寿命。在这里，我们证明了NFA太阳能电池的不稳定性主要来自于有机/无机界面上的化学变化，边界体异质结活性区。封装的器件通过附加的保护缓冲层以及简单的溶液处理的紫外线过滤层来稳定，在模拟，1太阳强度，AM1.5 G辐照，在55 C 1900小时下保持94%的初始效率。暴露在高达27个太阳的光照强度和高达65 C的操作温度下，也会导致加速老化。得到的外推固有寿命为大于5.6   104 h，相当于户外暴露30年。
　　近年来，有机光伏电池因其轻质、柔韧性、低成本和环保等优点引起了人们的广泛关注。与现有的太阳能技术不同，由于其在半透明的情况下对近红外的高吸收，以及重要的是，在可见光中具有中性光密度，因此OPVs在建筑集成发电窗户和温室中有广阔的应用前景。最近，阶梯型非富勒烯受体(NFAs)使OPVs功率转换效率(PCEs)在不透明电池中达到18%，在可见透明度为50%的半透明电池中达到10%。虽然有一些报告表明，基于NFAs的太阳能电池在发光二极管(LED)照明下有潜力达到较长的运行寿命，但不幸的是，它们能够承受恶劣和现实环境(显著的紫外(UV)红外(IR)，光谱含量，和高工作温度)在很长一段时间内是没有被证实的。此外，在同一种基于NFAs的电池中，还没有同时实现高效率和长寿命。这导致人们认为，短的运行寿命是高效率、基于NFAs的太阳能电池的内在缺点。
　　总之，我们演示了一种溶液处理的非富勒烯、基于噻吩的受体OPV，同时实现了高效、低成本和显著的运行稳定性。NFA太阳能电池的不稳定性源于BHJ与无机电荷传输层界面处的时间依赖性变化。通过在BHJ两侧插入超薄保护缓冲层IC-SAM和C70，这些变化被显著抑制。进一步的增强是通过在玻璃基板远端表面集成一个简单的氧化锌紫外线过滤层。这使得PCE-10:BT-CIC太阳能电池在55 C、1个太阳强度、AM1.5 G辐照1900小时下保持了94%的初始效率。在高达27个太阳的光照强度下，在高达65 C的工作温度下，可获得T80  5.6   104 h的外推寿命。我们的研究结果表明，基于NFA的太阳能电池除了高效率和潜在的低制造成本外，还有潜力满足高可靠性的市场需求。