中國科學院寧波材料技術與工程研究所葛子一教授研究小組開發了兩種具有大偶極矩的自組裝分子（SAM），並將其用作電洞傳輸層（ HTL）在二元有機太陽能電池（OSC）中的應用，實現了高效穩定的二元OSC，其功率轉換效率（PCE）高達19.70%，創歷史新高。

他們的作品發表於應用化學國際版。

OSC由於具有重量輕、機械柔韌性好和半透明等優點，在有機電子裝置領域引起了極大的關注。新材料的開發和製造流程的最佳化使得OSCs的PCE快速提高，已超過19%。

作為廣泛用於高效OSC的電洞傳輸材料，PEDOT:PSS由於其親水性和強酸性而賦予OSC相對較低的穩定性。因此，在傳統OSC中實現效率和穩定性之間的平衡仍然是一個挑戰。

為了解決這個問題，研究人員設計並合成了兩種具有不對稱主鏈的不對稱SAM，即BrCz和BrBACz。這兩個 SAM 分別作為基於眾所周知的 PM6:Y6、PM6:eC9、PM6:L8-BO 和 D18:eC9 系統的二進位 OSC 中的 HTL。

與傳統的PEDOT:PSS控制的OSC相比，BrCz控制和BrBACz控制的OSC表現出更高的透過率、更深的功函數和更低的表面能，從而實現增強的電洞提取、增加的空穴遷移率、降低的界面電阻和減少的載子複合。

基於 BrBACz 的 OSC 實現了 19.70% 的歷史新高 PCE，電流密度高達 29.20 mA cm^-2電路電壓為 0.856 V，這是迄今為止報告的二進位 OSC 的最高值。

當暴露於環境空氣(40±5%濕度)和連續照明1,036小時，BrBACz控制的裝置可以保持高達95.0%的初始效率，這是傳統OSC最好的空氣穩定性。

此外，BrBACz控制的裝置在其他著名的二元系統中也發揮了顯著的作用，如PM6:Y6、PM6:L8-BO和D18:eC9，展示了其良好的通用性。

這項工作可能為透過合理的分子結構設計高效且穩定的OSCs的未來開發和應用提供線索。