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 有機(jī)光伏電池(OPVs)如果能同時(shí)滿(mǎn)足低成本、高效率和長(zhǎng)壽命的要求，將有潛力成為一種可再生能源技術(shù)。到目前為止，這項(xiàng)技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)的承諾是其不足的運(yùn)行壽命。在這里，我們證明了NFA太陽(yáng)能電池的不穩(wěn)定性主要來(lái)自于有機(jī)/無(wú)機(jī)界面上的化學(xué)變化，邊界體異質(zhì)結(jié)活性區(qū)。封裝的器件通過(guò)附加的保護(hù)緩沖層以及簡(jiǎn)單的溶液處理的紫外線(xiàn)過(guò)濾層來(lái)穩(wěn)定，在模擬，1太陽(yáng)強(qiáng)度，AM1.5 G輻照，在55°C 1900小時(shí)下保持94%的初始效率。暴露在高達(dá)27個(gè)太陽(yáng)的光照強(qiáng)度和高達(dá)65°C的操作溫度下，也會(huì)導(dǎo)致加速老化。得到的外推固有壽命為大于5.6 × 104 h，相當(dāng)于戶(hù)外暴露30年。

近年來(lái)，有機(jī)光伏電池因其輕質(zhì)、柔韌性、低成本和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)引起了人們的廣泛關(guān)注。與現(xiàn)有的太陽(yáng)能技術(shù)不同，由于其在半透明的情況下對(duì)近紅外的高吸收，以及重要的是，在可見(jiàn)光中具有中性光密度，因此OPVs在建筑集成發(fā)電窗戶(hù)和溫室中有廣闊的應(yīng)用前景。最近，階梯型非富勒烯受體(NFAs)使OPVs功率轉(zhuǎn)換效率(PCEs)在不透明電池中達(dá)到18%，在可見(jiàn)透明度為50%的半透明電池中達(dá)到10%。雖然有一些報(bào)告表明，基于NFAs的太陽(yáng)能電池在發(fā)光二極管(LED)照明下有潛力達(dá)到較長(zhǎng)的運(yùn)行壽命，但不幸的是，它們能夠承受惡劣和現(xiàn)實(shí)環(huán)境(顯著的紫外(UV)紅外(IR)，光譜含量，和高工作溫度)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)是沒(méi)有被證實(shí)的。此外，在同一種基于NFAs的電池中，還沒(méi)有同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效率和長(zhǎng)壽命。這導(dǎo)致人們認(rèn)為，短的運(yùn)行壽命是高效率、基于NFAs的太陽(yáng)能電池的內(nèi)在缺點(diǎn)。

總之，我們演示了一種溶液處理的非富勒烯、基于噻吩的受體OPV，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高效、低成本和顯著的運(yùn)行穩(wěn)定性。NFA太陽(yáng)能電池的不穩(wěn)定性源于BHJ與無(wú)機(jī)電荷傳輸層界面處的時(shí)間依賴(lài)性變化。通過(guò)在BHJ兩側(cè)插入超薄保護(hù)緩沖層IC-SAM和C70，這些變化被顯著抑制。進(jìn)一步的增強(qiáng)是通過(guò)在玻璃基板遠(yuǎn)端表面集成一個(gè)簡(jiǎn)單的氧化鋅紫外線(xiàn)過(guò)濾層。這使得PCE-10:BT-CIC太陽(yáng)能電池在55°C、1個(gè)太陽(yáng)強(qiáng)度、AM1.5 G輻照1900小時(shí)下保持了94%的初始效率。在高達(dá)27個(gè)太陽(yáng)的光照強(qiáng)度下，在高達(dá)65°C的工作溫度下，可獲得T80 ＞5.6 × 104 h的外推壽命。我們的研究結(jié)果表明，基于NFA的太陽(yáng)能電池除了高效率和潛在的低制造成本外，還有潛力滿(mǎn)足高可靠性的市場(chǎng)需求。

原標(biāo)題：非富勒烯受體有機(jī)光伏板固有運(yùn)行壽命超過(guò)30年