2024年8月21日，上海交通大学化学化工学院/变革性分子前沿科学中心/上海市电绝缘与热老化重点实验室朱磊助理研究员与刘烽教授团队在Nature Reviews Electrical Engineering期刊发表了一篇题为“Progress of organic photovoltaics towards 20% efficiency”的综述论文，回顾了有机光伏技术近年来的重要进展，并展望了未来的发展方向。论文通讯作者是朱磊、刘烽；第一作者是朱磊、张明、周子春。

有机光伏因其柔性、轻质、半透明和环保等特点，在可再生能源领域逐渐崭露头角。然而，相对低的光电转换效率一直是制约其商业化应用的主要瓶颈。自2015年以来，研究人员在材料设计和薄膜形貌控制方面取得了突破性进展，使得有机光伏器件的效率逐步提升，并突破20%的关键门槛。论文宏观讨论了通过新兴材料的发展和薄膜形貌的优化，如何提高光吸收、载流子传输和激子解离的效率，从而提升器件的整体性能。此外，论文还重点探讨了有机光伏技术在大面积模组制备、器件封装和长期稳定性等方面面临的挑战，并提出了相应的解决策略。

综述论文还探讨了机器学习在材料设计和器件优化中的潜在应用。随着人工智能技术的快速发展，研究人员能够更有效地分析大量实验数据，预测并优化材料性能，加速高性能有机光伏器件的研发。

论文最后展望了有机光伏技术的未来研究方向，包括利用机器学习技术进一步提升材料设计、器件制备的效率，以及实现更高的器件性能。这一系列的进展表明，有机光伏技术在不久的将来有望实现商业化应用，可作为一支重要的可再生能源技术。

图1：有机光伏的关键材料进展。

图2：有机光伏活性层的优势形貌与形成机制。

图3：有机光伏活性层形貌的重要表征方法。

图4：器件稳定性与改进策略。

图5：有机光伏器件的模组结构、印刷制备方法和封装要求。

图6：构建、应用和评估机器学习方法的工作流程。

（来源：科学网）

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s44287-024-00080-3