化学所李永舫&孟磊&李骁骏ACS Energy Lett.：新型A-DA′D-A型受体实现高效有机太阳能电池

1前言回顾

有机太阳能电池（OSCs）由于其器件结构简单、活性层薄、重量轻和灵活性高等优点，近年来引起了人们的极大关注。窄带隙小分子受体（SMAs）的快速发展成功地提高了OSCs的功率转换效率（PCE）。特别是基于A-DA’D-A型SMAs（如Y6等）的OSCs在2019年实现了15.7%的高PCE。而后，研究人员通过对Y6的分子结构进行了各种修饰，能够显著提高A-DA’D-A型SMAs的光伏性能，有助于将OSCs的PCE增加到18-19%。

修饰A-DA’D-A型SMAs的结构有多种方法，其中修饰DA’D稠环及其侧链是最常见的方法。对于DA’D稠环，中心A’单元上的杂原子取代是调节分子性质的一种简单有效的方法。此外，侧链修饰能够对SMAs的光学、电学、聚集和电荷转移性能具有显著影响。对于A-DA’D-A型SMAs，DA’D稠环上有两种类型的侧链，包括吡咯环氮上的内侧链和噻吩并噻吩端基β-位置上的上侧链。

2文献简介

Y6和L8-BO是OSCs中广泛使用的SMAs。为了开发一种具有类似Y6的宽吸收和类似L8-BO的高开路电压（VOC）和填充因子（FF）的新型SMA，近日，中科院化学研究所李永舫院士、孟磊研究员、李骁骏副研究员团队设计并合成了一种新型A-DA’D-A SMA，并命名为Se46，通过在稠核中应用苯并硒代氮唑单元用以拓宽分子吸收，并采用支化的烷基侧链实现更高的VOC和FF。与L8-BO相比，Se46表现出红移吸收；而与Y6相比，其具有更高的VOC和更有序的分子堆积，以及向上移动的LUMO能级。因此，Se46兼具Y6和L8-BO的优点。当与聚合物给体PM6匹配时，基于Se46的二元OSCs获得了18.46%的高PCE，VOC和FF更是分别高达0.879 V和80.1%。

3文献总结

综上，该工作的结果表明，侧链工程和杂原子取代的稠环修饰相结合策略在调节高性能A-DA’D-A SMA分子设计的吸收、能级、电荷转移过程和表面形貌方面是非常有效的，有利于进一步提高OSCs的光伏性能。相关研究成果最新发表于国际顶级期刊《ACS Energy Letters》上，题为“A-DA’D-A Type Acceptor with a Benzoselenadiazole A’-Unit Enables Efficient Organic Solar Cells”。

本文关键词：有机太阳能电池，稠环受体，开路电压，填充因子，分子设计。

转自：“有机钙钛矿光电前沿”微信公众号

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