鉴于同态氟、氯和溴原子具有逐渐增大的极化率/原子半径但降低的电负性的特征，合理筛选卤素物种及其在小分子受体 (SMA) 上的位置对于获得理想的分子堆积以提高有机太阳能电池 (OSC) 的效率至关重要。基于此，南开大学陈永胜团队通过精细地重建中心和末端单元上的外围 F、Cl、Br 足迹，构建了三种异构 SMA (CH-F、CH-C 和 CH-B)，相关成果于2024年11月8日发表于Angewandte Chemie International Edition期刊。这种外围卤素的重新排列不仅可以最大限度地保持 SMA 的结构对称性，还可以获得增强偶极矩和分子内电荷转移等额外的不对称优势。此外，中心溴化增强了 CH-B 的分子结晶性，而不会在端基上引入不良的空间位阻，从而在 PM6：CH-B 共混物中实现高结晶度和畴尺寸控制之间的更好平衡。得益于较大的介电常数、较小的激子结合能、优化的分子堆积和较大的电子转移积分，CH-B 可提供一流的二元 OSC 效率 19.78%，此外，当活性层厚度增加到约 300 纳米时，其最高效率达到 18.35%。我们在重建外围卤素足迹方面的成功筛选为进一步合理设计 SMA 以实现破纪录的 OSC 提供了宝贵的见解。
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