AEM：基于稠合咪唑核不对称受体的有机太阳能电池实现19.4%效率

Nanoer-z

2025-06-28

调控非富勒烯受体的中心核结构对提升有机太阳能电池（OSCs）性能至关重要。虽然近期Y系列受体采用二维π扩展策略引入对称稠合吡嗪中心核，但器件性能仍有提升空间。鉴于此，德国埃尔朗根-纽伦堡大学Dirk M. Guldi、Liping Liu、中科院高能物理所Yu Chen、吉林师范大学Enwei Zhu等开发了具有不对称稠合咪唑核的新型Y受体BTQT-4F。

本文要点：

（1）密度泛函理论计算显示其不对称几何结构产生约8.5德拜的分子偶极矩，单晶X射线衍射证实其多模式堆积可形成高效三维电荷传输通道。

（2）基于PM6:BTQT-4F的二元OSCs实现了18.22%的光电转换效率（PCE）和0.890V的开路电压（VOC），而PM6:BTP-eC9:BTQT-4F三元体系更将PCE提升至19.4%，创下二维π共轭Y受体OSCs的效率新纪录。该工作揭示了不对称稠合咪唑核在突破Y受体设计边界方面的潜力，为OSCs性能提升开辟了新途径。

H. Zhang, Y. Chai, J. Zhao, E. Zhu, Y. Chen, L. Liu, D. M. Guldi, Asymmetric Acceptor Featuring Fused-Imidazole Central Core Enabling Organic Solar Cells with 19.4% Efficiency. Adv. Energy Mater. 2025, 2500332.

https://doi.org/10.1002/aenm.202500332