近日，國際知名期刊《Joule》、《Science Advance》、《Advanced Science》、《Solar RRL》和J. Mater. Chem. A發表了中科院重慶院陸仕榮研究團隊在小分子光伏材料設計合成及器件性能研究方面的系列成果。

目前我國光伏發電主要采用晶硅電站集中發電的模式，存在火電調峰、遠距離輸運和大范圍異地消納的難題。同時，我國太陽能分布廣泛，適合發展光伏建筑一體化、光伏+農業、便攜式光伏發電等分布式光伏發電技術。所以，國家發改委和能源局出臺系列政策，明確鼓勵發展分布式光伏發電系統，從而推行“自發自用，余電上網”的分布式光伏消費模式，實現傳統光伏消費模式的迭代和升級。相對傳統晶硅電池，有機太陽能電池在分布式光伏發電領域具備兩大優勢：**，可以像印刷報紙一樣印刷制備，工藝成本低；第二，類似一片可以發電的塑料薄膜，具備超薄、超輕、超柔的優點。根據光敏層材料的不同，有機太陽能電池可以分為高分子電池和小分子電池兩大類。其中，小分子有機太陽能電池具有材料結構精確和器件重復性良好的優勢，但光電轉化效率有待提升。因此，基于小分子材料結構修飾提升電池效率的研究屬于有機光伏領域的前沿熱點。

中科院重慶研究院陸仕榮團隊成立于2017年5月，專攻有機太陽能電池技術，目前已建成貫穿材料-器件-載流子輸運機制-大面積印刷技術的系統研發平臺，組建了一支包括國家高層次海外引進人才、中科院百人計劃入選者和中科院青促會成員的研究團隊，團隊成員學科背景交叉、優勢互補，形成一個有機的整體。近期，本研究團隊在基于BDT單元骨架的高性能小分子光伏材料研發方面取得如下系列進展：

（1） 基于分子結構修飾的相分離調控技術：

小分子有機太陽能電池光敏層中給/受體的相分離狀態是影響載流子分離、輸運、提取，以及器件光電轉化效率的關鍵因素，所以相分離調控是進一步提升小分子有機太陽能電池光電轉化效率的關鍵手段。

通過在液晶型小分子給體BTR中引入氯原子，構筑出新型液晶分子BTR-Cl，從而顯著提升分子的結晶性。BTR-Cl與結晶性相對較弱的明星受體Y6吸收光譜互補，且能級匹配，能形成理想的相分離狀態，*終制備出效率13.6%的全小分子太陽能電池，創全小分子太陽能電池國際*高效率紀錄，效率經第三方權威結構-中國計量科學研究院認證為13.0%，相關研究成果發表到Cell子刊Joule上（Joule，2019，3，1-14）。該研究工作的**通訊單位為中國科學院重慶綠色智能技術研究院，**作者為本研究團隊的助理研究員陳海燕和胡定琴，通訊作者為本團隊的陸仕榮研究員、肖澤云研究員和重慶大學的孫寬研究員。

針對BTR/PCBM體系，設計合成出一例結構、吸收光譜、能級與BTR*其類似，但結晶性與其不同的新型給體BTR-OH，作為第三組份，并研究其對BTR/PCBM共混膜相分離狀態的影響規律。研究表明：第三組份的加入能有效調控原有兩組份的相分離狀態，提高相分離質量，從而降低電荷輸運過程中的復合概率，成功制備出效率高于10%的小分子厚膜電池（300nm），這為提升有機太陽能電池效率提供了一條新策略，相關研究成果發表到Advanced Science上（Adv. Sci. 2019, 1901613）。該研究工作的**通訊單位為中國科學院重慶綠色智能技術研究院，**作者為本團隊的博士生唐驊和徐同樂，通訊作者為本團隊的陸仕榮研究員、闞志鵬特聘研究員和香港理工大學的李剛教授。