山大郝曉濤AM：控制有效彈性體密度，可實現機械性能穩健且高效率的IS - OSCs

主要內容

本征可拉伸有機太陽能電池（IS - OSCs）在下一代可穿戴電子設備領域展現出極為廣闊且**潛力的應用前景。引入熱塑性彈性體（TPEs）為提升器件的機械順應性提供了一條經濟高效的實現路徑，然而，TPE結構多樣性對器件性能產生的多方面影響，在很大程度上尚未得到全面且深入的研究與重視。

在此關鍵研究背景下，山東大學郝曉濤教授、杜曉艷教授與天津大學葉龍教授強強聯合，帶領其精英科研團隊積極開展相關研究。團隊**創新性地引入了有效彈性體密度（De）這一概念，并將其作為統一的分子描述符，旨在精準定量地評估彈性體結構對本征可拉伸有機太陽能電池形貌和功能的具體影響。

研究結果清晰地表明，增加De能夠通過誘導無定形區域中的疇粗化和表面粗糙化，從而有效提升電池的可拉伸性。但與此同時，這一過程也會不可避免地延長激子壽命，抑制電荷的提取和傳輸效率。值得注意的是，當De達到1.5 mol m?3這一臨界值時，本征可拉伸有機太陽能電池在性能上實現了**平衡。此時，其初始光電轉換效率（PCE）高達14.3%，并且在30.6%的應變條件下，仍能穩定保持初始光電轉換效率的80%。這一性能表現，是目前采用彈性體增塑策略的本征可拉伸有機太陽能電池中所報道的**水平。

總之，該精英科研團隊通過可控引入彈性體，成功為本征可拉伸有機太陽能電池（OSCs）的合理設計構建了一個全面且系統的結構 - 功能框架。借助有效彈性體密度（De）這一統一描述符，團隊精準且定量地將苯乙烯 - 乙烯 - 丁二烯 - 苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）的結構特征與所得的形貌、光電響應和機械性能緊密關聯起來。增加De雖可提高可拉伸性，但由于無定形相分離引發的形貌破壞（如疇粗化和表面粗糙化），會導致光電轉換效率（PCE）降低，并且這些變化伴隨著激子壽命的延長以及電荷提取受到抑制。在臨界De = 1.5 mol m?3時，本征可拉伸有機太陽能電池（IS - OSC）器件達成性能**平衡，取得上述優異成果。此外，De作為預測性描述符的有效性不僅局限于SEBS體系，在多種彈性體添加劑和光活性共混體系中均展現出良好的普適性和可靠性。總體而言，該研究深入且細致地揭示了SEBS影響機械和光電性能的內在機制，為高性能本征可拉伸光電器件的開發提供了適用范圍廣泛、具有高度指導意義且可操作性的定量框架。

文獻信息

Control of Effective Elastomer Density Enables Mechanically Robust and High-Efficiency Intrinsically Stretchable Organic Solar Cells

Ming Sun, Chen Wang, Mengfei Xiao, Fengbo Sun, Hao Wang, Yujie Xu, Zhen Fu, Wenqing Zhang, Xinxin Xia, Hang Yin, Maojie Zhang, Long Ye, Xiaoyan Du, Xiao-Tao Hao

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202514031

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