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南开大学陈永胜& Bin Kan团队最新Angew：效率为20%的非卤化溶剂处理有机太阳能电池的3D二聚体受体异构效应

文摘   2024-12-26 19:16   北京  

可通过非卤化溶剂加工的有机光伏材料对于有机太阳能电池（OSC）的大面积制造至关重要。然而，具有足够溶解度和良好分子堆积的电子受体的可用性有限，这对实现高效的非卤化溶剂加工OSC提出了挑战。基于此，南开大学陈永胜& Bin Kan团队受三维二聚体受体CH8-4的启发，采用分子异构化策略，通过调整中心单元中氟（F）原子的位置来合成其异构体CH8-4A和CH8-4B，相关成果发表于Angewandte Chemie International Edition期刊。这些异构体之间不同的分子内氟硫非共价相互作用导致邻二甲苯（o-XY）溶液中分子预聚集能力（CH8-4B˂CH8-4 F CH8-4A）的差异，这显著影响了成膜过程和由此产生的形态特征。其中，CH8-4共混膜以适度的分子预聚集为特征，实现了最佳的双连续供体/受体相分离。因此，邻二甲苯处理的PM6:CH8-4装置实现了18.1%的功率转换效率（PCE），优于其他两种装置。通过将L8-BO-D作为客体受体，实现了基于CH8-4的三元器件20.0%的令人印象深刻的PCE，同时微型模块（13.5 cm2）的高PCE接近16%。研究结果强调了3D二聚体受体异构性在提高环保OSC性能方面的潜力。
论文信息：Jia Wang, Peiran Wang, Tianqi Chen, Wenkai Zhao, Jiaying Wang, Baofa Lan, Wanying Feng, Hang Liu, Yongsheng Liu, Xiangjian Wan, Guankui Long, Bin Kan, Yongsheng Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202423562. https://doi.org/10.1002/anie.202423562
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