由香港大學（港大）機械工程系周慈勇教授領導的研究團隊在有機光伏（OPV）領域取得了重大突破，為實現高效穩定的OPV器件、發展可廣泛應用於生活環境中可持續的太陽能技術開闢了新的可能性。
研究結果已在著名學術期刊《自然通訊》（Nature Communications）發表，並被編輯選為特寫文章，文章標題為「The role of interfacial donor–acceptor percolation in efficient and stable all-polymer solar cells」。
有機光伏利用成本效益高、可印刷且環保的聚合物半導體，具有產生可持續再生能源的巨大潛力。然而，要同時實現高能源轉換效率和長期器件穩定性是一直以來的研究挑戰。
研究團隊的發現揭示了如何克服這一挑戰。團隊的研究重點是一種名為Y6的新型電子受體分子，當它聚合時，在實現高效穩定的OPV器件方面顯示出很大的潛力。通過使用飛秒激光脈沖研究超快的電荷動力學，研究人員首次發現控制Y6受體（Y6-PAs）的聚集程度在促進電力生成方面起著關鍵作用。
研究團隊進一步發現，與同類型的小分子受體相比，Y6-PAs與給體聚合物具有更高的混溶性。這種混溶性允許在異質結界面形成一個納米尺度的滲透網絡，可以防止Y6-PAs的聚集。這種納米尺度的滲透不僅提高了電荷產生效率，還顯著提高了聚合物混合物形態的穩定性，減少了器件在暴露於太陽光照下性能隨時間降低的程度。
對於這一突破，周教授對此發現的潛在發展寄予厚望，他表示：「這一突破為開發高效與穩定的聚合物光伏奠定了基礎，並為發展可持續的太陽能技術開闢了新的可能性。這些新太陽能技術可以廣泛應用到我們的生活環境中，包括建築、車輛、電子產品甚至服裝中。」
這項研究是與美國北卡羅來納州立大學Harald Ade教授團隊、中國科學院化學研究所的易院平教授團隊以及香港城市大學的葉軒立教授團隊合作進行的。這種跨學科的合作使得能夠將多個研究小組的專業知識整合在一起，包括超快光譜學、量子化學模擬、同步X射線散射和太陽能電池器件製造。香港大學周慈勇教授團隊的博士後研究員王鎮為這項研究的第一作者。
論文連結：https://www.nature.com./articles/s41467-024-45455-0.
周慈勇教授簡介
周慈勇教授於英國倫敦帝國學院取得理學士學位，在劍橋大學取得物理學碩士和博士學位，目前是香港大學機械工程系助理教授。他在港大的跨學科研究小組致力於研究和開發聚合物光電器件，其中的應用包括柔性太陽能電池、可穿戴電子產品和綠色建築等。周教授獲得多個獎項和嘉許，包括2010年英國EPSRC博士培訓獎、2016年日本學術振興會海外博士後研究員獎、2022年香港研究資助局傑出青年學者計劃；以及2022年國家自然科學基金優秀青年科學基金等。
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香港大學工程學院賴健聰女士（電話：3917 1924；電郵：chariskc@hku.hk）