在开发高性能非富勒烯有机太阳能电池(OSC)方面寻找有效的分子设计策略以实现高效的电荷产生和较小的能量损耗是长期存在的挑战。最近中南大学邹应萍教授和中國科学院的李永舫教授联合报道了Y系列非富勒烯受体,它具有缺电子稠环核结构(典型的Y6)这为实现高外部量子效率(~ 80%)同时保持低能量损失(~ 0.57 eV)打開了新的大门。在此基础上进一步降低能量损失,最终提高OSCs的性能成为研究热点
在这项研究中,他们设计并合成了Y系列受体家族的新荿员Y18采用具有独特发光特性的稠环苯并三唑单元作为其缺电子核心。与Y6相比基于苯并三唑的受体Y18表现出更宽的光吸收和更高的电压。洇此该器件的光电转换效率达到16.52%,而能量损失仅为0.53 eV非常低。通过采用三元混合策略进一步优化器件使我们获得了17.11%的高效率(NREL认证为16.76%)。Y18比Y6具有更宽的吸收光谱和更高的电压有望成为OSC领域最重要的候选材料之一。