聚噻吩是用于大规模制造有机太阳能电池（OSCs）最有前途的电子给体材料，因为它们具有简单的化学结构和较低的生产成本。然而，聚噻吩太阳能电池的效率在很大程度上受到形貌优化困难的限制。
基于此，2025年3月24日，华南理工大学段春晖、华南师范大学章勇等人在国际知名期刊Energy & Environmental Science发表题为《Nucleation driving force-controlled fibril network formation enables polythiophene solar cells with exceeding 18% efficiency from non-halogenated solvent》的研究论文。
在此，作者基于经典成核理论，报道了在聚噻吩：非富勒烯受体混合物中构建精炼的纤维网络结构。通过对聚噻吩的溶剂进行筛选，以获得适当的成核驱动力，同时确保非富勒烯受体不会过度结晶，从而得到了由结构简单的聚噻吩P5TCN-HD和非富勒烯受体组成的混合物中的精炼晶体纤维网络形貌。
这种最佳形貌改善了激子解离和电荷传输，从而使太阳能电池具有前所未有的18.12%的光电转换效率和79.17%的填充因子，为基于聚噻吩的有机太阳能电池带来了新的突破。
重要的是，这些成果是通过使用甲苯这种常见的非卤代且环境友好的溶剂实现的。
此外，该研究揭示了溶剂质量对纤维网络结构形成的关键影响，为优化聚噻吩体系的形貌提供了宝贵的见解。这凸显了聚噻吩在通过环境友好的工艺开发高效率且低成本的有机太阳能电池方面具有光明的前景，将推动有机太阳能电池的工业化进程。
Nucleation driving force-controlled fibril network formation enables polythiophene solar cells with exceeding 18% efficiency from non-halogenated solvent, Energy & Environmental Science, 2025.https://doi.org/10.1039/D4EE06158F
