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南开陈永胜&姚朝阳团队AFM：基于吡喃非富勒烯受体使有机太阳能电池具有高效率和低能量损失导语：随着新型非富勒烯受体（NFAs）的不断发展，有机太阳能电池（OSCs）领域近年来取得了一系列的发展。迄今为止，尽管大多数具有高PCE的OSCs主要基于Y系列NFAs实现。 更多光电前沿资讯和材料，可关注微信公众号“有机光电前沿”与“知研光电材料”。文中所涉及众多材料知研均有销售，详情请联系客服。南开陈永胜&姚朝阳团队AFM：基于吡喃非富勒烯受体使有机太阳能电池具有高效率和低能量损失 文献直通车请点击链接。如需文献PDF，可直接联系知研客服获取。 陈永胜&姚朝阳&马在飞Angew:非富勒烯受体的中心单元氟化助力有机太阳能电池效率超过18% 南开陈永胜&万相见团队JMCA:通过设计和筛选子电池制备高效串联有机太阳能电池 南开大学陈永胜&姚朝阳团队AEM:宽带隙给体调节活性层形态，有机太阳能电池效率超18% 南开大学陈永胜等人AFM: FlexAgNE，一种可用于制备高性能柔性OPV的电极材料 华南理工黄飞&李宁团队Nat. Energy：低聚物受体提高有机太阳能电池的效率和稳定性 1.前言回顾 随着新型非富勒烯受体（NFAs）的不断发展，有机太阳能电池（OSCs）领域近年来取得了一系列的发展。迄今为止，尽管大多数具有高PCE的OSCs主要基于Y系列NFAs实现。然而，由于NFAs化学结构的巨大多样性，一些其它具有A-D-A骨架的NFAs仍有巨大的潜力来提高器件的性能。因此，为了生产高性能OSCs，开发更多类型的新型NFAs是非常有必要的。 2016年，南开大学陈永胜教授研究团队 首次将芴单元应用于构建稠环NFAs（FDICTF），基于FDICTF的OSCs实现了超过10%的高PCE。随后，通过合理的分子优化，研究人员相继开发了一系列基于FDICTF的稠环NFAs如FO-2Cl等，并成功地应用于各种类型的器件。然而，F系列NFAs中的芴单元通常具有大的电子共振能量、差的电子离域性和弱的给电子能力，这导致较深的HOMO能级以及相应NFAs的光吸收不足，从而使得基于F系列NFAs的OSCs具有相对较小的短电流密度（JSC）和较大的能量损失。因此，通过合理的结构修饰进一步优化F系列NFAs的能级并拓宽其吸收光谱尤为重要。
图1.分子结构、能级排列、光谱性质 2.文献简介 根据之前的报道，杂原子掺杂策略，特别是硒的引入，可以在不破坏原始分子结构的情况下微调材料性能和改善OSCs性能。用硒取代光收集材料中常见的硫原子通常会获得多重优势：（1）硒原子的大而松散的最外层电子云可以改善相邻共轭单元的分子间π-π堆积和轨道重叠；（2）硒原子通常可以导致更明显的醌式共振特征，从而增加结构的平面性并降低活性层材料的光学带隙；（3）硒比硫更易极化，这可能导致分子间Se-Se相互作用并增加电荷载流子迁移率。考虑到这些，在高性能F系列NFAs的基础上，陈永胜教授、姚朝阳研究员团队通过用硒取代FO-2Cl中的硫来实现原子级的结构优化，从而设计并合成了一种新型NFAs：FOSe-2Cl。FOSe-2Cl不仅继承了FO-2Cl的良好平面构型，而且与FO-2Cl相比，还表现出更合适的能级、红移吸收、增强的分子填充和加速的电荷转移/传输动力学。
图2.器件光伏性能比较 当使用聚合物PM6作为给体时，基于FOSe-2Cl的OSCs获得了15.94%的功率转换效率（PCE）、24.85 mA cm-2的JSC和0.670 eV的能量损失（Eloss），明显优于基于FO-2Cl的器件（PCE为14.94%、JSC为23.10 mA cm-2、Eloss为0.706 eV）。值得注意的是，该结果不仅是迄今为止报道的基于吡喃稠环芴系列NFAs的二元OSCs器件最高性能，而且代表了基于其它NFAs的二元OSCs的最佳结果之一。此外，该工作还表明，对于已经具有优异性能的NFAs，仅在原子水平上进行微小的结构调整是进一步提高OSCs光伏性能的有效方法。
图3.不同共混物的形貌表征 3.文献总结 综上，该工作中为开发其它类型的高性能受体分子提供了新思路。相关研究成果最新发表于国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》上，题为“Atomic Optimization on Pyran-Fused Nonfullerene Acceptor Enables Organic Solar Cells With an Efficiency Approaching 16% and Reduced Energy Loss”。 本文关键词：有机太阳能电池，非富勒烯受体，原子优化，结构设计，形貌调节。 4.材料推荐
PM6
L8-BO |
