薄志山课题组非稠环受体新进展（光电转换效率超过17%的卤化非稠环电子受体）
李大伟等 科学材料站 2023-12-02 20:01 发表于安徽
文 章 信 息
第一作者：李大伟，张花蕊
通讯作者：薄志山教授、刘亚辉教授、李翠红教授和刘玉强教授
研 究 背 景
随着有机太阳能电池的飞速发展，基于Y系列稠环电子受体的单结有机太阳能电池效率已经超过19%，可见有机太阳能电池在未来商业化应用中具有巨大的潜力。然而面对稠环电子受体的合成成本，可能会限制商业化进程。为了解决合成成本问题，近年来，北京师范大学薄志山教授，青岛大学刘亚辉教授等从结构简单，合成成本低廉方面入手，设计了一系列结构简单且低成本的非稠环电子受体（NFREAs），来促进有机太阳能电池进一步商业化应用 (J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 3356; Nat. Commun., 2019, 10, 3038; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 22714; Adv. Mater. 2023, 2307292)。
结构简单的非稠环电子受体的商业前景更优越，但与稠环电子受体材料相比，光电转换效率仍有一定差距。为了获得高性能的非稠环电子受体，研究人员通过引入分子内非共价相互作用使分子主链骨架平面化；引入二苯胺侧基，来构建三维分子结构抑制受体的过度聚集，设计了一系列高效率非稠环电子受体。（Adv. Energy Mater., 2021, 11, 2102591; ACS Appl. Mater. Inter., 2022, 14, 28807; Chem. Eng. J., 2022, 435, 134987）。
文 章 简 介
最近，薄志山教授课题组通过卤化侧基，改变分子侧基与主链的二面角，设计并合成了两种新的受体3TT-C2-F, 3TT-C2-Cl，与非卤化的3TT-C2相比，表现出更强的结晶度、更紧密的π-π堆积和更长的激子扩散距离。与聚合物D18匹配制备共混器件后，D18: 3TT-C2-F共混膜具有更好的纳米纤维网络结构和更强的结晶度，以及更高的电荷传输迁移率和更低的电荷复合。最终获得了17.19%光电转换效率，远超基于D18:3TT-C2-F与D18:3TT-C2的器件效率(16.17%与15.42%)，这也是目前基于非稠环电子受体有机太阳能电池的最高效率。
文 章 链 接
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202310362
通 讯 作 者 简 介
薄志山 教授简介：吉林大学学士、硕士、博士，德国柏林自由大学和美国北卡州立大学博士后，2002年任中国科学院化学研究所研究员，2002年获得基金委“杰出青年科学”基金支持，教育部长江学者特聘教授（2015-2020），教育部长江学者创新团队带头人，能量转换与存储材料北京市重点实验室主任。主要从事共轭聚合物光电功能材料的合成与性能研究，在国际重要学术期刊发表学术论文300余篇，包括Nat. Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Sci. China Chem., Adv. Energy Mater., ACS Energy Lett., Chem. Mater., Macromolecules等高水平论文。
课 题 组 招 聘
青岛大学功能染料与应用技术研究院高薪诚聘博士后若干人，课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/gnrlyyyjs，课题组致力于光电材料与器件的研究，包括太阳能电池材料、器件物理、钙钛矿太阳能电池、发光二极管和柔性可穿戴器件等。博士后招聘详情请访问（http://rlzy.qdu.edu.cn/info/1010/1779.htm）。只要你也与我们一样有激情有梦想，请加入我们，我们可以一起相聚在青岛开创未来，有意者请联系：liuyh@qdu.edu.cn.