近日，国际知名期刊《Joule》、《Science Advance》、《Advanced Science》、《Solar RRL》和J. Mater. Chem. A发表了中科院重庆院陆仕荣研究团队在小分子光伏材料设计合成及器件性能研究方面的系列成果。

目前我国光伏发电主要采用晶硅电站集中发电的模式，存在火电调峰、远距离输运和大范围异地消纳的难题。同时，我国太阳能分布广泛，适合发展光伏建筑一体化、光伏+农业、便携式光伏发电等分布式光伏发电技术。所以，国家发改委和能源局出台系列政策，明确鼓励发展分布式光伏发电系统，从而推行“自发自用，余电上网”的分布式光伏消费模式，实现传统光伏消费模式的迭代和升级。相对传统晶硅电池，有机太阳能电池在分布式光伏发电领域具备两大优势：第一，可以像印刷报纸一样印刷制备，工艺成本低；第二，类似一片可以发电的塑料薄膜，具备超薄、超轻、超柔的优点。根据光敏层材料的不同，有机太阳能电池可以分为高分子电池和小分子电池两大类。其中，小分子有机太阳能电池具有材料结构精确和器件重复性良好的优势，但光电转化效率有待提升。因此，基于小分子材料结构修饰提升电池效率的研究属于有机光伏领域的前沿热点。

中科院重庆研究院陆仕荣团队成立于2017年5月，专攻有机太阳能电池技术，目前已建成贯穿材料-器件-载流子输运机制-大面积印刷技术的系统研发平台，组建了一支包括国家高层次海外引进人才、中科院百人计划入选者和中科院青促会成员的研究团队，团队成员学科背景交叉、优势互补，形成一个有机的整体。近期，本研究团队在基于BDT单元骨架的高性能小分子光伏材料研发方面取得如下系列进展：

（1） 基于分子结构修饰的相分离调控技术：

小分子有机太阳能电池光敏层中给/受体的相分离状态是影响载流子分离、输运、提取，以及器件光电转化效率的关键因素，所以相分离调控是进一步提升小分子有机太阳能电池光电转化效率的关键手段。

通过在液晶型小分子给体BTR中引入氯原子，构筑出新型液晶分子BTR-Cl，从而显著提升分子的结晶性。BTR-Cl与结晶性相对较弱的明星受体Y6吸收光谱互补，且能级匹配，能形成理想的相分离状态，最终制备出效率13.6%的全小分子太阳能电池，创全小分子太阳能电池国际最高效率纪录，效率经第三方权威结构-中国计量科学研究院认证为13.0%，相关研究成果发表到Cell子刊Joule上（Joule，2019，3，1-14）。该研究工作的第一通讯单位为中国科学院重庆绿色智能技术研究院，第一作者为本研究团队的助理研究员陈海燕和胡定琴，通讯作者为本团队的陆仕荣研究员、肖泽云研究员和重庆大学的孙宽研究员。

针对BTR/PCBM体系，设计合成出一例结构、吸收光谱、能级与BTR极其类似，但结晶性与其不同的新型给体BTR-OH，作为第三组份，并研究其对BTR/PCBM共混膜相分离状态的影响规律。研究表明：第三组份的加入能有效调控原有两组份的相分离状态，提高相分离质量，从而降低电荷输运过程中的复合概率，成功制备出效率高于10%的小分子厚膜电池（300nm），这为提升有机太阳能电池效率提供了一条新策略，相关研究成果发表到Advanced Science上（Adv. Sci. 2019, 1901613）。该研究工作的第一通讯单位为中国科学院重庆绿色智能技术研究院，第一作者为本团队的博士生唐骅和徐同乐，通讯作者为本团队的陆仕荣研究员、阚志鹏特聘研究员和香港理工大学的李刚教授。