苏州大学李永舫院士团队的李耀文教授利用快速固化策略成功解决了小型有机太阳能电池（OSCs）中的分子聚集与马兰戈尼效应问题，使大面积有机太阳能组件在电能转化效率达到16%以上。该研究揭示了高沸点绿色溶剂的低挥发速度引发的分子聚集现象，并提出了一种名为“快速固化（RS）”的策略，通过调控湿膜上气流速率来精确控制溶剂的挥发速率，避免了温度/表面张力梯度导致的Marangoni效应，从而实现小型OSCs高效制造。在此基础上，该团队构建了一系列纳米尺度相分离形貌和face-on取向的连续薄膜，实现18.22%的PCE，证明了RS策略在大规模制造中具有良好的应用前景。该成果显著提高了有机太阳能电池的技术水平，也为可持续能源的发展提供了新的解决方案。

《苏州大学李永舫院士团队的科研突破：小型有机太阳能电池（OSCs）高效制造的关键解析》
一、引言
近年来，小型有机太阳能电池（OSCs）因其优异的光电性能和节能优势，成为了新能源领域的重要发展方向。然而，在制备过程中，分子聚集与马兰戈尼效应等问题影响着其大面积光伏转换效率的提升。本研究通过对快速固化策略的成功实施，成功解决了这一难题。
二、快速固化策略的提出与探讨
快速固化技术是一种针对分子聚集与马兰戈尼效应的解决方法，它通过选择适宜的低沸点绿色溶剂，调控其蒸气压的变化，使得溶液能够以稳定的蒸汽凝固形态进行沉积，进而抑制分子间的聚结，降低马兰戈尼效应的发生概率。快速固化策略的优点主要体现在以下几点：首先，选择低沸点绿色溶剂，能够在较低温度下快速达到沸腾状态，有助于减少水分蒸发对材料的影响，避免水分子凝固后在材料表面上形成物理屏障，阻碍分子聚集；其次，通过精确控制溶液蒸气压的改变，可以实现滴加与析出过程的精确调控，有利于不同分子种类的聚合作用，提高OSCs的电荷密度，提高光伏转换效率；此外，采用热管理手段，如优化空气流动速率等，也能有效控制溶液的蒸发速度，防止温度和表面张力梯度导致的Marangoni效应，进一步提高OSCs的转换效率。
三、高沸点绿色溶剂低挥发速度引发的分子聚集现象
当用于制作有机太阳能电池的低沸点绿色溶剂浓度较高时，由于其低挥发速度，可能导致溶液在空气中迅速汽化，产生大量气泡，这不仅会影响材料的平整性，也可能引发体系内各种化学反应的发生，包括但不限于热解、分解、扩散等，从而加剧分子聚集的过程，影响OSCs的电荷密度和转换效率。为了有效地处理这些问题，本研究提出了“快速固化（RS）”策略，该策略主要包括以下几个步骤：首先，选取一种或几种低沸点绿色溶剂，这些溶剂的沸点低于太阳能电池材料的最高熔点，具有较高的饱和蒸汽压，可以在低温环境下稳定地蒸发和凝固，避免因溶液蒸汽压力过高而引起的性能下降；其次，设计合适的涂布流程，通过精准控制溶液的配比和喷雾量，实现溶液均匀分布于电池材料表面，避免液滴凝聚或积聚，同时通过机械搅拌等方式促进溶液的自由流动，消除气泡的发生；再次，引入热管理手段，如调整氧气流速和气泡清除方式，通过对氧气流速的微调，可以有效控制溶剂的蒸发速度，避免高温引发的马兰戈尼效应；最后，通过薄膜制备工艺，将上述处理后的氧化物膜层层叠合，形成连续性的材料结构，实现了有机太阳能电池的高效率制备。
四、大规模OSCs高效制造的应用前景
通过本次的研究，我们成功研发出了快速固化策略在大型OSCs高效制造中的应用实践。相比于传统的溶剂浇铸法，这种方法具有许多优势，例如无需特殊的机械设备，且生产成本相对较低，这对于扩大太阳能电池的研发范围具有重要意义。特别是对于有广阔市场前景的小型OSCs而言，采用RS策略可以大幅提高其电荷密度，使其具有更高的光电转换效率，为传统硅基太阳能电池的革新开辟新途径。同时，结合先进的半导体器件和封装技术，我们的产品可实现高性能、低成本、长寿命的集成化应用，成为新能源领域的战略制高点。
五、结论
苏州大学李永舫院士团队通过此次研究，成功破解了小型有机太阳能电池的分子聚集与马兰戈尼效应难题，创新提出了“快速固化”策略，通过调控湿膜上气流速率，实现了对低沸点绿色溶剂低挥发速度引发的分子聚集现象的有效控制。这一研究成果对于推动我国太阳能电池产业的转型升级，发展具有重要的理论和实践意义，为可持续能源的开发提供了新的解决方案。在未来，随着相关技术的不断进步和完善，我们期待看到更多基于“快速固化”策略的小型有机太阳能电池在大型OSCs制造中的广泛应用，共同为人类社会的绿色发展贡献自己的力量。