分子堆积行为对有机太阳能电池 (OSC) 混合膜形貌有显着影响，进一步影响器件性能和稳定性。分子结构的调节，例如中心单元和端基，可以极大地影响这一过程。基于此，中国科学院大学魏志祥 & Kun Lu团队合成了四种基于喹喔啉(Qx) 稠合核的非富勒烯受体(NFA)，Qx-N4F 和Qx-o/m/p-N4F，结合π 扩展端基和优化的中心单元，相关成果于2024年11月14日发表于Advanced Energy Materials期刊。异构氟化中心单元导致局部偶极矩和静电势分布的变化，从而影响 NFA 的分子堆积模式和光电特性。因此，基于 PM6：Qx-p-N4F 的二元和三元器件分别实现了高达 18.75% 和 19.48% 的卓越功率转换效率 (PCE)。掠入射广角X 射线散射(GIWAXS) 表征表明Qx-p-N4F 具有更强的结晶性、聚集性和供体-受体相互作用，这可以通过更高的相纯度和基于保持更多供体-受体界面的更紧密的分子堆叠分别增强短路电流密度(JSC) 和填充因子(FF)。此外，基于 PM6:Qx-p-N4F 的器件表现出卓越的热稳定性，由于具有最佳的形态稳定性和最稳定的堆叠结构，在加热 3000 小时后仍保留了初始 PCE 值的 93.2%。这些结果强调了通过共轭扩展和卤化取代协同优化 NFA 对获得高效稳定的 OSC 的重要性。
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