EES：非富勒烯受体的介电常数工程使有机太阳能电池的填充因子达到 83.58%，效率达到20.80%

NavyLIu

2025-04-16

有机太阳能电池（OSC）已经具有超过20%的功率转换效率（PCE），但它们的性能仍然落后于硅基和混合钙钛矿太阳能电池。一个关键的限制是有机半导体的低介电常数（εr），这会导致激子束缚紧密，复合损失增加。近日，四川大学徐小鹏、彭强提出了一种提高OSC介电性能的综合策略。

本文要点：

1) 作者介绍了两种非富勒烯受体BTP-N3F和BTP-C3F，其特征是三氟甲基封端的烷基侧链。与对照Y6受体（~3）相比，这种分子设计显著提高了偶极矩和εr。此外，作者采用聚五氟苯乙烯的高εr聚合物作为添加剂，与这些受体共结晶，从而优化了光活性层的形态和电子性能。

2) 由此产生的OSC实现了83.58%的高填充系数和20.80%的PCE，树立了新的性能基准。通过结合分子工程和添加剂掺入，这一综合战略为材料性能和器件效率之间的基本关系提供了宝贵见解。

参考文献：

Junwei Dong et.al Dielectric Constant Engineering of Nonfullerene Acceptors Enables a Record Fill Factor of 83.58% and a High Efficiency of 20.80% in Organic Solar Cells EES 2025

DOI: 10.1039/D5EE00101C

https://doi.org/10.1039/D5EE00101C