王金亮&陈红征AM：效率达20.7%二元OSCs，抑制非辐射能量损耗，通过单向端基 π 拓展与烷基支链位点优化构建*效不对称受体

北京理工大学王金亮、安桥石、宋寅，香港理工大学李刚，浙江大学陈红征，深圳技术大学张光烨等人指出，借助小分子受体（small-molecule acceptors, SMAs）精细化分子工程，同步实现低非辐射能量损失（ΔE₃）与更长激子扩散长度（L_D），以此打破二元有机太阳能电池（organic solar cells, OSCs）的效率天花板，仍是有机光伏领域亟待攻克的核心难题。该团队设计并合成了一组对称小分子受体 TC1-F 至 TC4-F，其侧链支化位点沿分子骨架逐步外移；同时制备分别引入单向、双向萘基端基的不对称、对称同分异构体 A-TC3-F 与 TC3-NF，将系列分子应用于*性能二元有机太阳能电池。

研究结果表明，当侧链支化位点位于碳链第三位时，分子可形成独特的三斜晶系堆积结构，π-π 堆叠间距明显缩短；带有单向萘基端基的 A-TC3-F 单晶能够构筑少见的二维片层网络与三维互穿堆积骨架，构建多维度电荷传输通路，显著提升纯膜的激子扩散长度与电子迁移率。基于 A-TC3-F 的共混薄膜可优化成膜动力学，形成有序度更*的分子堆积形貌，电荷传输效率大幅提升。

依托该分子体系制备的**二元有机太阳能电池，光电转换效率（power conversion efficiency, PCE）**可达 20.70%，非辐射能量损失低至 0.191 eV，创下不对称端基小分子受体基二元有机太阳能电池的性能新纪录。该系统性研究提出一种创新性改性策略：精准调控侧链支化位点并结合单向端基 π 拓展修饰，能够优化分子堆积特性、平衡器件各项性能参数，为进一步提升不对称端基小分子二元有机太阳能电池的光电转换效率、降低非辐射能量损失提供全新可行路径。

文献信息

Rational Asymmetric Acceptor Engineering via Unidirectional Terminal π-Extension and Optimizing Alkyl Branching Sites Affords a Binary Photovoltaic Efficiency of 20.7% by Suppressed Nonradiative Energy Loss

Heng Zhang, Yaokai Li, Kangbo Sun, Jiehao Fu, Feng-Ke Liu, Hong-Fu Zhi, Er-Long Li, Zhuang Zhang, Jingxuan Ai, Min Gyu Kang, Han Young Woo, Yufei Wang, Yin Song, Qiaoshi An, Guangye Zhang, Hongzheng Chen, Gang Li, Jin-Liang Wang

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.73646

- 产品咨询及购买请联系我们 -