非富勒烯受體（NFAs）的結(jié)構(gòu)革命推動(dòng)了有機(jī)太陽能電池（OSC）效率的不斷突破。合理調(diào)節(jié)NFA結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)有效的激子解離和減輕非輻射復(fù)合是OSC的關(guān)鍵。在NFA上引入不對稱側(cè)鏈通常可以通過誘導(dǎo)聚集狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。然而，目前還缺乏將NFAs的側(cè)鏈對稱性與OSC中激子離域和三重態(tài)動(dòng)力學(xué)直接關(guān)聯(lián)起來的研究。近日，香港城市大學(xué)Alex K.-Y. Jen、Fan Baobing系統(tǒng)研究了結(jié)構(gòu)對稱性對聚集體性質(zhì)的影響，并基于兩個(gè)具有不同側(cè)鏈對稱性的雙軸共軛NFA研究了激子/電荷動(dòng)力學(xué)。
本文要點(diǎn)：
1) 具有不同分子堆積取向的對稱NFA可以在其與聚合物供體的共混物中形成多個(gè)電荷轉(zhuǎn)移通道，這在包含不對稱NFA的共混物上是找不到的。此外，在對稱NFA的混合物中形成了較慢的速率和較低的自旋三重態(tài)比率，導(dǎo)致相應(yīng)OSC中的非輻射電壓損失要低得多。
2) 該研究揭示了對稱NFAs在聚集特性和激子/電荷動(dòng)力學(xué)方面明顯優(yōu)于不對稱NFAs，為使用更容易制備、低成本的對稱材料開發(fā)高性能OSC鋪平了道路。
Huanhuan Gao et.al Regulation of Side-Chain Symmetry for Delaying Triplet Formation and Suppressing Non-Radiative Loss in Organic Solar Cells Adv. Energy Mater. 2024
DOI: 10.1002/aenm.202403121
https://doi.org/10.1002/aenm.202403121
