段春晖教授科研成果|可宏量制备的低成本高效有机光伏给体材料——PPT-3
2026-09-02 · 使用说明 · 百灵威授权转载
有机太阳能电池（OSC）实验室效率已突破20%，但产业化进程远低于预期。核心瓶颈在于高性能聚合物给体材料合成路线复杂、成本高昂、难以规模化——以PM6和D18为代表的主流材料需多步合成与严苛纯化，成本占器件总材料费用的50%以上。
百灵威供应由华南理工大学段春晖团队开发的PPT-3——一款结构极简的宽禁带聚合物给体。该材料通过绿色直接芳基化聚合（DArP）路线，首次实现高性能聚合物给体（PCE>18%）的20克级规模化合成，材料成本与经典材料P3HT相当，助力有机太阳能电池从实验室研究走向产业化。
图1 a) PPT-3结构式，b) PPT-3与P3HT、PM6、D18的多维度综合评估对比，c) PPT-3外观，d) 基于PPT-3的120 cm²半透明光伏模组实物照片及透光效果
产品特点：
●结构极简，合成高效
PPT-3的主链仅由苯环和噻吩单元交替构成，摒弃了传统高性能聚合物复杂的稠环或共轭侧链修饰，大幅缩短合成路线，降低了纯化难度和生产周期。
●适配半透明光伏应用
PPT-3的光学带隙为2.26 eV，在可见光区具有高透过率，与人类视见函数曲线（图2）高度匹配，在不牺牲发电效率的前提下保证可见光透过，专为半透明光伏场景设计。
图2 视见函数曲线
●能级匹配，兼容多种受体
PPT-3的HOMO/LUMO能级与L8-BO、Y6、eC9、N3等多种主流非富勒烯受体良好匹配，器件制备配方选择灵活。
●热稳定性优异
PPT-3的分解温度达376°C，具有明确的熔融与结晶温度，充分满足OSC器件制备与长期使用过程中的热稳定性要求。
●批次重现性优异
PPT-3在从毫克级到20克级的多个放大批次中，分子量、吸收光谱、聚集行为等关键参数高度一致，为工业化量产提供了可靠保障。
产品优势：
●材料成本仅为D18的十分之一
PPT-3合成成本仅6.1美元/克，为D18（67.3美元/克）的十分之一，低于P3HT（6.9美元/克），是有机光伏领域首款兼具高性能与极低成本的聚合物给体材料。（图3）
图3 PPT-3与D18、PM6、P3HT的合成材料成本（MOC）对比
●综合品质因子FOM达1.69，产业化潜力突出
PPT-3合成复杂度仅10.67%，FOM达1.69（除P3HT外唯一FOM>1的高性能聚合物），给体成本仅占总成本的9%。0.25美元/W目标售价下所需模块效率仅15.4%（图4），远低于D18和PM6，产业化优势显著。
图4 D18/PM6/PPT-3基OSCs的MSP-PCE功能
●批次重现性优异，保障规模化生产一致性
PPT-3多批次放大合成的器件PCE均稳定在17.20%–18.13%之间，关键参数波动极小，共混膜形貌高度一致，为工业化量产提供了可靠保障。
●半透明模组光利用率创纪录2.70%
基于PPT-3的120 cm²半透明模组（空气刮涂制备）实现PCE 6.69%、平均可见光透过率40.30%、光利用率2.70%，为目前大面积半透明OSC模组最高纪录，可直接应用于建筑光伏一体化。（图1 d）
应用定位：
建筑一体化光伏（BIPV）：半透明发电玻璃与幕墙
柔性可折叠太阳能充电设备
便携式户外电源与应急能源
可穿戴能源采集器件
大面积卷对卷印刷光伏组件
个人简介：
相关产品
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| PPT-3, 99% PPT-3 | / | 9756122 |
参考文献
[1] Xie D, Wu B, Wu Q, et al. Scalable polymer for large-area semitransparent organic photovoltaics[J]. Joule, 2025, 9(11).推荐阅读
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