在绿色印刷工艺领域，咖啡环效应一直是限制有机光伏器材完成规划化制作与实践使用的要害瓶颈。南昌大学陈义旺教授和胡笑添教授带领其团队，针对这一问题展开了深化探究。团队引进了一种含氟流变调理剂——1H,1H,10H,10H-全氟-1,10-癸二醇（简称FDDO），用于精准调控活性层溶液的流变特性及印刷进程中气/液受限区的形状。
该流变调理剂沿印刷方向所发生的拉普拉斯压力梯度，可以明显按捺咖啡环效应，然后有助于构成高度均匀的大面积活性层薄膜。研讨团队对气/液受限区进行了定性与定量分析，深化分析了拉普拉斯压力梯度的效果机制。一起，凭借流变调理剂对印刷流体动力学的有用调控，成功获得了具有高结晶度和适度相别离的明晰纤维网络状活性层描摹。
根据此，根据PM6:BTP-eC9:L8-BO（邻二甲苯）系统的小面积（0.04cm²）器材完成了20.49%的光电转化功率。特别的重要的是，规划化组件（16.94cm²）获得了17.85%的高功率，且功率坚持率高达87.1%，充沛显示了该战略在规划化出产中的明显潜力，有用拓展了大规划有机光伏器材绿色印刷的工艺窗口和使用领域。
在刮刀涂布工艺方面，陈义旺教授和胡笑添教授团队经过掺杂流变调理剂FDDO，对活性层溶液内部的流体行为进行了优化，然后获得了具有增强面朝上取向（face-onorientation）和高结晶度的大面积均匀薄膜。从印刷流体力学的视角来看，与对照溶液比较，经FDDO优化的溶液沿印刷方向的拉普拉斯压力梯度增大了4.8倍，这直接按捺了溶质向边际的移动。削减向三相线移动的小分子数量，有利于按捺咖啡环效应（CRE）。此外，溶液内部增强的驱动力以及印刷后经FDDO优化的气/液受限区内增强的笔直方向分力，一起推进了聚合物的结晶。FDDO的引进还增强了PM6的结晶度和面朝上取向，有利于构成高纯度结晶相和适合的相别离，然后促进激子解离和电荷传输。因而，拉普拉斯压力梯度的效果有用按捺了活性层成分的不均匀散布，为制备高质量的大面积活性层薄膜供给了有力保证。
别的，根据PM6:BTP-eC9系统，当器材面积从0.04cm²扩展至16.94cm²时，有机太阳能电池（OSCs）的光电转化功率（PCE）从18.66%下降到16.55%，但仍坚持高达88.7%的PCE坚持率。该战略在PM6:BTP-eC9:L8-BO系统中的成功使用，进一步验证了其普适性。经FDDO优化的小面积（0.04cm²）、大面积（1cm²）器材和组件（25cm²）别离完成了20.49%、19.32%和17.85%的先进PCE。因为FDDO与活性层中的光伏资料无相互效果，且可被乙醇彻底洗脱，因而它在多种不同的活性层溶液中均表现出杰出的功能，其普适性也经过在多种系统中的成功使用得到了充沛证明。
在最大功率点（MPP）测验条件下，经FDDO优化的器材展现出优异的光稳定性，完成了986小时的T₈₀寿数。一起，该器材在85℃和85%相对湿度（RH%）条件下接连老化20天后，仍能坚持近60%的初始功率。本研讨所提出的战略旨在经过调理印刷进程中的流变行为来改进活性层的薄膜均匀性，该办法有望为大面积有机光伏器材的工业化出产拓展工艺窗口，推进有机光伏技能迈向新的发展阶段。
