通过设计开发光伏材料同时提升开路电压(VOC)和短路电流密度(JSC)以实现高功率转换效率(PCE)是有机太阳电池(OSCs)发展的关键,也是一项重大挑战。鉴于此,陈东&梁爱辉&陈义旺团队通过结合不对称硒取代主链骨架与不对称卤素化端基策略,开发了两种新型双不对称受体A-SSe-TCF和A-SSe-LSF。与非对称受体A-SSe-4F相比,双不对称受体表现出更宽的光谱吸收和更大的半分子偶极矩差异,这有利于增强短路电流密度(JSC)并减少能量损失(Eloss)。此外,基于A-SSe-TCF的共混膜表现出优异的相分离、垂直相分布形态和更有序的π-π堆积。最终,基于A-SSe-TCF的二元OSCs器件实现18.53%的光电转化效率(PCE),三元器件实现了19.73%的最佳PCE,且没有表现出开路电压(VOC)损失。本研究提供了一种实用的双不对称受体设计策略优化薄膜形貌、降低器件的非辐射复合能损失,实现高效有机太阳电池的制备。

相关工作以《Preparation of Dual-Asymmetric Acceptors via Selenium Substitution Combined with Terminal Group Optimization Strategy for High Efficiency Organic Solar Cells》为题发表在国际顶级化学期刊《Journal of American Chemical Society》。文章第一作者为化学与材料学院2022级硕士研究生尹浩然,江西师范大学陈东博士、梁爱辉教授和陈义旺教授为本文通讯作者,江西师范大学为第一完成单位。
原文链接:https://doi.org/10.1021/jacs.5c00004
[三审三校:陈 东 胡晓玉 熊 斌]