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美国西北大学团队最新JACS：非富勒烯受体中的CF3功能化侧链促进高效有机太阳电池的静电相互作用

文摘   2024-12-19 18:49   瑞士  
下一代非富勒烯受体(NFA)的出现推动了有机太阳能电池(OSC)的重大进步。基于此，美国西北大学Antonio Facchetti团队在此报告了一种NFA设计，该设计结合了具有不同N-(CH2)n-CF3连接基长度 (n = 1、2和 3)的 CF3封端侧链，从而引入了新的分子间相互作用，从而对光伏响应进行了强烈的调节，相关成果发表于Journal of the American Chemical Society期刊。该团队报告了使用一套全面的化学/物理技术对该 NFA系列与经过深入研究的第三代 NFA Y6进行的系统比较和对比表征，揭示了该新NFA系列的独特和有益特性。单晶衍射分析揭示了不寻常的二维网状晶体结构，其特点是侧链CF3端和 NFA核心 F取代基之间存在强相互作用。这些原子和形态特征有助于增强电荷迁移率并显著提高光伏性能。该团队表明，改变 CF3封端侧链连接体的长度会强烈调节光收集效率以及电荷复合和光伏带隙。基于CF3-(CH2)2的 OSC表现出最均衡的性能指标，实现了卓越的 19.08%的功率转换效率和出色的 80.09%的填充因子。这些结果表明，将 CF3封端侧链引入其他OSC共轭成分可能会加速下一代太阳能电池的开发。
论文信息：J. Am. Chem. Soc. 2024, XXXX, XXX, XXX-XXX. https://doi.org/10.1021/jacs.4c13471
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