近几年来,随着A-DA1D-A型SMAs材料的大量涌现,OSCs的器件效率(PCE)取得快速发展。目前高性能的A-DA1D-A型SMA体系主要以L8-BO和BTP-eC9等侧链修饰为主,然而通过侧链修饰的方式来设计高效SMA的规则尚不明确,导致当前仅能依靠“试错法”来获得高性能材料。 与此同时,与侧链修饰相比,A-DA1D-A型SMA的中心核在决定OSC的效率方面也起着至关重要的作用,但其受到的关注较少,特别是中心缺电子A1单元。

图1:分子设计策略及结构
鉴于此,我们将缺电子单元吡啶引入喹喔啉中心核,并结合级联氯化策略开发了一系列以吡啶并[2,3-b]喹喔啉(PyQx)为新型缺电子单元的SMA,即Py1、Py2、Py3、Py4和Py5,并系统地研究了PyQx中氯原子的位置(吡啶中N原子的邻位、间位和对位)和数量(0~2个)对SMAs理化性质、分子堆积和器件性能的影响。器件结果表明,基于PM1:Py2的光伏器件获得了17.73%的PCE,远高于PM1:Py1 (11.78%), PM1:Py3 (16.15%), PM1:Py4 (7.40%)及PM1:Py5 (15.87%)的器件性能,这也是基于非苯并噻二唑为缺电子单元核心的SMA的有机太阳能电池最高效率之一。

图2:器件性能
相关成果以标题”High-Performance Organic Solar Cells Containing Pyrido[2,3-b]quinoxaline-Core-Based Small-Molecule Acceptors with Optimized Orbit Overlap Lengths and Molecular Packing ”发表于ANGEWANDTE CHEMIE INTERNATIONAL EDITION(影响因子16.1,中科院JCR一区),深圳大学罗正辉副教授为本作共同通讯。
论文信息:
标题:High-Performance Organic Solar Cells Containing Pyrido[2,3-b]quinoxaline-Core-Based Small-Molecule Acceptors with Optimized Orbit Overlap Lengths and Molecular Packing.
全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anie.202304127