控制供体和受体的聚集和结晶动力学对于形成所需的活性层形貌至关重要，这在很大程度上决定了有机太阳能电池 (OSC) 的能量转换效率 (PCE)。特别是，调节比传统二元系统更复杂的三元混合膜的结晶动力学是一项巨大的挑战。基于此，宁波材料技术与工程研究所葛子义/刘权/杨道宾&广西大学刘焘团队设计并合成了两种客体受体 Qx-8Cl 和 Qx-5Cl，它们分别基于具有对称和不对称端基的喹喔啉核心，相关成果于2024年9月4日发表于Energy & Environmental Science期刊。通过将Qx-8Cl和Qx-5Cl混合到PM6:BTP-eC9宿主系统中，使用原位光谱法监测了三元膜的结晶动力学。与对称型Qx-8Cl相比，非对称型Qx-5Cl有效平衡了给体和受体的聚集，避免了预先形成的多聚给体聚集框架的限制，在三元膜中形成了更理想的混合域并有利于垂直相分离，从而形成了理想的活性层形貌。因此，基于PM6:BTP-eC9:Qx-5Cl的三元OSC表现出了19.83％的优异PCE（是最高的PCE之一），而基于PM6:BTP-eC9:Qx-8Cl的器件的PCE仅为18.81％。此外，基于PM6:BTP-eC9:Qx-5Cl制备了17.3 cm2 OSC模块，其PCE高达14.1％。该工作对三元策略中不对称结构对形态的调节进行了详细而深入的分析，通过调节分子的结晶动力学来帮助获得良好的形态。
