近日，我院廖勋凡/陈义旺教授团队在新型有机薄膜太阳电池领域取得系列重要研究进展，相关成果相继发表于国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》与《Angewandte Chemie International Edition》（2篇），江西师范大学为上述论文的第一和唯一通讯单位。上述研究工作均围绕分子静电势调控与非辐射能量损失抑制这一关键科学问题展开，依次从双缺电子中心核受体的分子创制、三氟甲硫基氟化策略的静电势（ESP）平衡调控，到第三组分局域静电势位点效应的机理揭示，形成了由材料设计、策略开发至理论创建的递进式研究体系。
在有机光伏材料创制方面，针对传统稠环受体普遍依赖单一缺电子中心核、分子结构创新空间受限且非辐射能量损失（ΔE3）偏高的瓶颈问题，团队历时七年、经五位研究生接续研究，首次提出分步分子内Cadogan还原环化策略，解决了多硝基中间体在关键交叉偶联步骤中的合成瓶颈，成功构建了双缺电子中心核受体CBT-4F。该分子具有扩展的π共轭骨架、增大的骨架曲率及较低的分子平均ESP，可有效抑制ΔE3。基于该受体的二元器件实现19.02%的光电转换效率，ΔE3降至0.220 eV，三元器件效率进一步提升至20.57%。该工作为多缺电子核受体的开发提供了可推广的合成范式，相关成果以《Novel Fused-Ring Electron Acceptors Based on Double Electron-Deficient Central Core for High-Performance Organic Solar Cells》为题发表于国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.9323186
在上述工作揭示降低分子平均静电势有利于抑制非辐射能量损失的基础上，针对传统直接氟化或三氟甲基化策略难以兼顾激子解离驱动力与非辐射能量损失的固有矛盾，团队提出三氟甲硫基（SCF3）氟化新策略平衡能量损失与激子解离效率。团队首次将SCF3基团引入喹喔啉中心核，利用其适中的吸电子能力与高亲脂性获得平衡的ESP，并诱导形成独特的三维蜂窝状堆积网络。优化后的受体ZY-SCF3-HD实现20.1%的光电转换效率及0.23 eV的低ΔE3。值得注意的是得益于该受体良好的室温加工特性，20.25 cm2的模组器件效率高达16.4%，处于同类大面积有机光伏组件的领先水平。相关成果以《Trifluoromethylthio Engineering Enables a Balanced Electrostatic Potential for Organic Solar Cells with over 20% Efficiency and Low Energy Loss》为题发表于国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》。
论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c09915
在SCF3策略成功实现平均静电势平衡调控的基础上，团队进一步探究平均静电势相近情形下局域静电势分布对器件性能的影响机制。为此，团队设计合成了两个具有相同共轭骨架、仅末端氟化位点不同的非对称受体ZY-SCF3-N2F与ZY-SCF3-B2F，并提出静电势位点效应概念。研究表明，二者平均静电势几乎一致，但末端碳原子局域静电势分布差异显著，进而导致偶极矩、分子堆积及垂直相分离形貌产生明显差异。其中ZY-SCF3-B2F因具有更大的局域静电势差异，诱导形成更为有序的分子堆积与更有利的垂直相分离形貌，三元器件效率达20.53%。该工作是对SCF3氟化策略的进一步深化，并提出静电势位点效应，为高性能第三组分的理性筛选提供了新的理论依据。相关成果以《Electrostatic Potential Site Effect of the Third Component Enables High-Performance Organic Solar Cells with Low Energy Loss》为题发表于国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.8983584
在基础研究持续取得突破的同时，团队青年人才建设也取得重要进展。2026年9月8日，江西省科学技术奖励大会在南昌召开，省委书记尹弘出席并为获奖代表颁奖。会上，廖勋凡教授荣获江西省科学技术青年奖。该奖项由江西省人民政府设立并颁发，面向在基础研究与技术创新中取得突出成绩的青年科技工作者，系江西省科技奖励体系的重要组成部分（每年授予人数不超过10人）。
未来，团队将继续面向国家“双碳”战略和江西省“1269”行动计划中新能源产业链的创新需求，聚焦新型有机薄膜太阳电池中的关键科学问题，深化有组织科研，持续推进基础研究成果向产业应用转化，为学校高质量发展与江西新能源产业升级贡献更大力量。
[三审三校 廖勋凡 胡晓玉 梅 云]
