有机太阳能电池领域又获突破性进展

从中南大学官网得知，该校化学化工学院邹应萍教授课题组在2017年首次将电子受体单元苯并三氮唑引进非富勒烯受体米粉环中心核，构成一种DAD米粉环结构，进而制备了A－DAD－A型有机小分子受体光伏材料。据理解，这种A－DAD－A型小分子受体可有效地拓宽吸收光谱，减少器件电压损失，此分子设计策略为材料制备获取了新思路。随后，维持中心核恒定，用并二噻吩代替米粉环两端的噻吩，将此分子体系从五元的环扩展为七元的环，并转变有所不同的末端基，设计制备了Y1和Y2非富勒烯受体。而通过对材料密切相关找到，吡咯桥环和并噻吩的引进可以拓宽非富勒烯受体分子的光谱吸取，从而明显提升器件的短路电流。

苯并三氮唑引进米粉环中心核，可有效地提升受体分子的荧光量子产率。低的荧光量子产率可减少有效地的电磁辐射填充地下通道，从而提升器件的电致发光量子效率（～0．5×10－4）。

结果表明三氮唑吸食电子核的引进，大大减少非电磁辐射填充所导致的损失。该工作为高效有机太阳能电池材料设计及如何减少器件电压损失并同时取得低短路电流获取了新思路。基于课题组明确提出的A－DAD－A型分子设计策略，更进一步通过分子结构优化，将具备更高电子迁移率的苯并噻二唑替代苯并三氮唑引进到分子骨架中，在并二噻吩的β位引进烷基链调控溶解性和分子构象，设计制备了Y6非富勒烯受体。该分子具备较强的吸取和较宽的带隙（1．33eV）以及出色的电子迁移率，制取了相反／偏移器件的能量切换效率皆为15．7％的单结有机太阳能电池（给体聚合物为PM6），为已报导的单结有机太阳能电池效率的世界最低纪录。

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