化學(xué)所EES：調(diào)節(jié)鄰苯并二吡咯單元頂部取代基的電子效應(yīng)，獲得高性能有機(jī)太陽(yáng)能電池！

近年來(lái)有機(jī)太陽(yáng)能電池(OSCs)取得的里程碑式成就依賴于具有C形分子結(jié)構(gòu)的A-DA'D-A型小分子受體(SMAs)快速發(fā)展?；贑型鄰苯并二吡咯(o-BDP)的無(wú)熔合吸電子三唑或噻二唑單元的SMAs也表現(xiàn)出較強(qiáng)的近紅外吸收。然而，頂端取代基對(duì)該類SMAs光伏性能的電子效應(yīng)尚不清楚。

在這篇文章中，中科院化學(xué)所李永舫等人以C型o-BDP為基材，合成了三種上取代基分別為二氟、氟和甲基、二甲基的高分子聚合物FF24-Cl、FM24-Cl和MM24-Cl。從FF24-Cl到FM24-Cl再到MM24-Cl，頂端取代基的吸電子能力逐漸降低，導(dǎo)致分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移(ICT)效應(yīng)有序增強(qiáng)，紅移吸收，帶隙減小(Eg)。此外，頂端取代基的性質(zhì)對(duì)SMAs之間的同分子相互作用和SMAs與聚合物供體的異分子相互作用有顯著影響。

*終，由于合適的分子填充和頂端取代基調(diào)制的相分離，未經(jīng)任何額外處理的非鹵化溶劑FM24-Cl基OSC表現(xiàn)出激子解離加快、電荷輸運(yùn)增強(qiáng)和載流子復(fù)合抑制的特點(diǎn)，功率轉(zhuǎn)換效率(PCE)達(dá)到18.30%。這一效率是目前*簡(jiǎn)單的處理過(guò)程所產(chǎn)生的OSCs*高值，這對(duì)OSCs未來(lái)應(yīng)用具有重要意義。尤其隨著上層取代基供給能力的增加，SMAs基OSC的能量損失逐漸減小，在PCE超過(guò)17%的OSC中，MM24-Cl基OSC的能量損失低至0.47 eV。研究結(jié)果表明，頂端取代基對(duì)C型o-BDP基SMAs的理化性質(zhì)和光伏性質(zhì)起著重要的調(diào)控作用，可能為獲得低損耗、高PCE的OSCs提供新的機(jī)會(huì)。

Yufei Gong, Tianwei Zou, Xiaojun Li, Shucheng Qin, Guangpei Sun, Tongling Liang, Ruimin Zhou, Jianqi Zhang, Jinyuan Zhang, Lei Meng, Zhixiang Wei and Yongfang Li