近日，浙大宁波理工学院材料学院王海桥教授团队联合华南理工大学、德国埃尔朗根-纽伦堡大学、匈牙利塞格德大学团队在顶级期刊Energy & Environmental Science上发表了题为“Breaking the Efficiency Bottleneck of Inverted Solar Cells by Reversed Sequential Deposition”的研究论文，该期刊影响因子为31。

团队首创反向逐层沉积（r-LBL）“支架‑填充”通用策略，从沉积顺序上解决传统工艺的两大死穴：小分子受体被溶解冲毁与光场分布不匹配。该研究实现倒置LBL型OSCs光电转换效率最高19.20%，未封装器件连续光照340小时效率保持率>97%，并在多材料体系验证普适性，为有机光伏高效、稳定、可量产化提供全新范式。

技术亮点

1.颠覆性工艺-反转沉积顺序:彻底颠覆传统倒置LBL“电子传输层→小分子受体→聚合物给体”流程，改为先制备聚合物给体支架，再浸润填充小分子受体，从源头杜绝底层受体被溶解。

2.独创“聚合物支架‑间隙填充”形貌:先构筑连续、耐溶剂、半结晶三维聚合物给体骨架，再通过溶剂可控溶胀实现受体间隙浸润，形成高结晶、面向（face-on）择优取向的理想互穿网络。

3.光场精准匹配，吸光最大化:将主吸光的给体富集在透明电极入射光侧，与光场强度峰值完美对齐，激子生成效率大幅提升。

4.效率与稳定性双突破:二元体系效率达18.71%，三元体系突破19.20%；未封装器件连续光照340小时，效率保持>97%，远超传统BHJ与正结构LBL器件。

5.极强普适性与工业化兼容:适用于聚合物给体/小分子受体、小分子给体/聚合物受体等多种体系；兼容刮涂、狭缝涂布等卷对卷大面积印刷工艺

研究意义

学术突破：首次证实沉积顺序是决定倒置LBL活性层形貌与性能的核心因素，建立“聚合物支架-小分子填充”通用设计准则，终结倒置LBL效率长期受限的历史。

技术意义：仅通过沉积顺序与溶剂优化即可实现效率与稳定性同步飞跃，无需复杂材料设计，为高效稳定有机光伏提供极简可复制的工艺方案。

产业意义：打通倒置结构从实验室到工业化的关键堵点，适配大面积印刷与自动化制造，加速柔性光伏、叠层电池、建筑光伏等商业化落地。

深度精读

图1 r-LBL反向逐层策略的核心材料结构、形貌差异与分子堆积特征

图a为聚合物给体PM6与小分子受体L8-BO的化学结构。对比传统LBL与r-LBL成膜形貌，直观呈现支架-填充与受体溶解的巨大差异。吸收光谱证明r-LBL可完整保留两组分吸收，传统LBL则出现受体吸收大幅损失。GIWAXS结果显示，r-LBL薄膜结晶度显著提升，呈现优势面向取向，而传统LBL以边缘向为主、结晶性差。

图2r-LBL与传统LBL薄膜的微观形貌及原位成膜动态过程

TEM图像显示，纯PM6呈现连续三维枝状支架结构，r-LBL膜保持完整双组份特征，而传统LBL膜因受体被溶解几乎与纯PM6一致。原位紫外-可见吸收光谱实时追踪成膜过程，r-LBL中观测到聚合物支架溶胀与受体均匀浸润，形貌快速稳定；传统LBL则出现受体吸收峰瞬间消失，证明底层受体被彻底冲毁。

图3 3D TOF-SIMS成像与深度剖析

通过3D TOF-SIMS成像与深度剖析，直观揭示r‑LBL、传统LBL及BHJ三种活性层的垂直组分分布差异。BHJ与r‑LBL薄膜中给体D18-Cl（Cl⁻）与受体L8-BO（F⁻）均实现全程均匀分布，受体可充分浸润至基底；而传统c-LBL薄膜呈现明显分层，给体集中在上层、受体大量滞留底部，组分严重错位。

图4 r-LBL器件的光伏性能与稳定性

图a-c为二元及三元体系的J-V曲线，r-LBL器件效率最高达19.20%，远优于传统LBL。将本工作与文献倒置型OSCs对比，效率跻身国际顶尖水平。未封装r-LBL器件连续光照340小时后，效率保留率超97%，显著优于BHJ与常规结构器件。

图5 r-LBL与BHJ活性层的超快光物理动力学

在800 nm激光激发受体L8-BO后，r-LBL薄膜在550-650 nm区间表现出更强、更快的基态漂白信号，表明受体向给体的空穴转移更为高效。通过动力学拟合，r-LBL的激子分离与扩散时间均短于BHJ，证明其激子解离更快、电荷转移更充分。

文献来源

Zhipeng Yin, Beining Wang, Tianyu Huang, et al. Breaking the Efficiency Bottleneck of Inverted Solar Cells by Reversed Sequential Deposition. 2026, Energy & Environmental Science.

https://doi.org/10.1039/D5EE07561K.