A-DA1D-A結(jié)構(gòu)受體中的缺電子A1單元對(duì)于優(yōu)化有機(jī)太陽能電池（OSC）的效率至關(guān)重要。近日，深圳大學(xué)羅正輝、Xu Tongle、香港理工大學(xué)Li Gang、Ma Ruijie、香港科技大學(xué)（廣州）Wu Jiaying使用基于氯化吡啶[3,4-b]喹啉核的高性能有機(jī)太陽能電池受體改善分子排列并減輕非輻射能量損失。
本文要點(diǎn)：
1) 作者從先前報(bào)道吡啶并[2,3-b]喹喔啉核心受體的高性能中獲得靈感，Py6是Py1的異構(gòu)體，其設(shè)計(jì)具有重新定位的吡啶氮原子，并通過氯化Py6進(jìn)一步修飾以產(chǎn)生Py7。理論計(jì)算表明，氯的摻入增強(qiáng)了分子間的非共價(jià)相互作用，并促進(jìn)了更緊密的分子堆疊，這一點(diǎn)得到了掠入射廣角X射線散射的證實(shí)。
2) 因此，與D18/Py1和D18/Py6器件相比，D18/Py7器件提供了增強(qiáng)的填充因子和短路電流密度。由于低非輻射能量損失，D18/Py7器件也產(chǎn)生了0.871 V的高開路電壓，明顯優(yōu)于Py1（0.764 V）和Py6（0.723 V）。進(jìn)一步的研究表明，引入Cl會(huì)使空穴密度朝向中心吡啶并[3,4-b]喹喔啉單元，并降低D18/受體的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)比。這促進(jìn)了三重態(tài)到單重態(tài)的轉(zhuǎn)換，并減少了非輻射復(fù)合損失。此外，使用相互供體-受體稀釋策略，（D18:1wt.%Py7）/（Py7:1wt.%D18）裝置實(shí)現(xiàn)了19.60%的效率。
Han Tian et.al Improving Molecular Arrangement and Alleviating Nonradiative Energy Loss Using a Chlorinated Pyrido[3,4-b]Quinoxaline-Core-Based Acceptor for High-Performance Organic Solar Cells Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202404537
