刘治田&葛子义AFM：效率达20.11% 三元OSCs！基于新型低结晶度非稠环电子受体构筑

武汉工程大学刘治田、*建宏，中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义等人研究表明，三元构筑策略是突破有机太阳能电池效率瓶颈的重要途径。当前*性能三元有机太阳能电池的研究大多依赖结构复杂的稠环电子受体，而将具备商业化潜力的非稠环电子受体作为第三组分的相关研究仍较为匮乏。

基于此，该团队以强缺电子联噻唑为核心骨架，设计并合成了一种中等带隙非稠环电子受体材料 BTDTP，并将其引入经典 D18:L8-BO 二元体系中，成功构筑*性能三元有机太阳能电池。研究采用直接碳 - 氢芳基化反应制备关键中间体 DTP-CHO，进一步简化了材料合成工艺。分子结构中的联噻唑基团使 BTDTP 可与主体二元体系实现光谱吸收互补，并形成梯级匹配的能级结构。

研究发现，BTDTP 分子间作用力较弱、结晶度较低，与 L8-BO 具有优异的相容性，可与 L8-BO 形成共混合金相，有效调控 D18 与 L8-BO 的聚集行为。优化后的三元共混薄膜呈现出理想的多尺度形貌，兼具适宜的相分离结构与更为有序的分子堆积，显著促进激子解离与电荷传输。

*终，D18:L8-BO:BTDTP 三元有机太阳能电池实现了 20.11% 的优异光电转换效率，在已报道的非稠环电子受体基三元器件中处于较*水平。该研究丰富了非稠环电子受体的分子设计思路，为开发低成本、*性能三元有机太阳能电池提供了重要的设计指导。

文献信息

Achieving 20.11% Efficiency Ternary Organic Solar Cells Based on a Novel Low-Crystallinity Non-Fused Ring Electron Acceptor

Xiaodong Zhu, Yuchen Lei, Jie Yu, Baolin Dou, Siqi Xiong, Dongming Shi, Chunqin Li, Pan Fu, Hailu Zheng, Cheng Zeng, Wei Song, Jianhong Gao, Hui Chen, Xiang Gao, Ziyi Ge, Zhitian Liu

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.76155

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