Nat. Energy：效率超过18％的非富勒烯受体机太阳能电池

坡肉先生

2021-05-12

非富勒烯受体的分子设计对于高效有机太阳能电池至关重要。支链烷基链修饰通常被认为是违反直觉的方法，因为它可能会引入不良的空间位阻，从而降低非富勒烯受体中的电荷传输。北京航空航天大学化学学院孙艳明教授课题组与上海交通大学刘烽教授课题组通过用支链烷基链取代基于Y6的二噻吩并噻吩[3,2-b]-吡咯并苯并噻二唑核心上的噻吩单元的β位置，显示了高效的非富勒烯受体家族的设计和合成。

本文要点：

1）研究发现，对不同烷基链长度的这种修饰可以完全改变非富勒烯受体的分子堆积行为，从而导致改善的结构顺序和薄膜中的电荷传输。单结有机太阳能电池实现了18.32％的效率（认证效率为17.9％）和81.5％的填充因子。这项工作揭示了支链烷基链拓扑结构在调节分子堆积和共混物形态方面的重要性，从而改善了有机光伏性能。

Li, C., Zhou, J., Song, J. et al. Non-fullerene acceptors with branched side chains and improved molecular packing to exceed 18% efficiency in organic solar cells. Nat. Energy (2021).

https://doi.org/10.1038/s41560-021-00820-x