薄志山AFM：硒取代非富勒烯受体优化分子堆积、降低陷阱态密度以构筑*性能OSCs

光敏层半导体带隙内存在的*密度陷阱态与局域电子态，是制约有机太阳能电池（OSCs）性能提升的关键瓶颈。针对这一问题，北京师范大学薄志山、青岛大学路皓、齐峰等人设计并合成了一种*结晶度的硒取代小分子受体 BSP‑F。该材料能够诱导活性层分子紧密堆积，有效降低器件陷阱密度。将 BSP‑F 作为第三组分引入 D18:L8‑BO 二元共混体系后，活性层纳米形貌得到有效优化，分子有序度与结晶性显著提升，电荷输运能力明显增强，有效抑制了非辐射复合，大幅降低了器件能量损失。

测试结果表明，基于 D18:L8‑BO:BSP‑F 三元体系的有机太阳能电池实现了20.07%的*光电转换效率，其陷阱密度低至7.93 × 10¹⁵ cm⁻³，非辐射能量损耗仅为 0.174 eV，同时器件开路电压为 0.89 V、短路电流密度为 28.09 mA cm⁻²、填充因子可达 80.29%。

该研究证实，通过形貌调控削弱分子无序度是构筑*效率、低能量损失有机太阳能电池的有效策略。本工作不仅提供了基于分子设计精准调控活性层形貌与陷阱态密度的有效手段，也为揭示三元体系中分子相互作用、形貌演变与器件性能之间的构效关系提供了重要依据，对推动有机太阳能电池向*效率、低损耗方向发展具有积极意义。

文献信息

Optimized Molecular Packing through Selenium-Substituted Non-Fullerene Acceptor for Trap Density Reduction in High-Performance Organic Solar Cells

Shuzhe Liu, Pengchao Zhang, Feng Qi, Guangliu Ran, Hongxiang Li, Wenkai Zhang, Yahui Liu, Hao Lu, Zhishan Bo

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.76127

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