近年来，有机太阳能电池（OSCs）作为第三代太阳能电池受到了广泛关注。与传统的无机太阳能电池相比，OSCs具有诸多独特优势，包括优异的柔韧性、低成本、透明性以及简单的制备工艺。经过广泛研究和细致的设备优化，采用小分子受体（SMAs）的二元结构OSCs的功率转换效率（PCE）已超过18%。此外，三元OSCs展现出更为巨大的潜力，其PCE值已突破19%。这些显著进展充分表明，OSCs正稳步迈向新兴能源存储解决方案的新时代。    

图1：分子设计策略及结构

在A-DA₁D-A型小分子受体（SMAs）中，精细调节缺电子单元对于开发高效有机太阳能电池（OSCs）用SMAs起着至关重要的作用。本研究开发了一种基于苯并[4,5]噻吩并[2,3-b]喹喔啉的SMA，命名为QW₁，以及三种基于1-甲基吲哚啉-2,3-二酮的SMAs，分别命名为QW₂、QW₃和QW₄。与QW₂相比，QW₁由于苯并噻吩并喹喔啉（BTQx）相较于1-甲基吲哚啉-2,3-二酮（MDO）具有更强的吸电子能力，因此表现出略微蓝移的吸收光谱和更低的LUMO能级。另一方面，与QW₂相比，QW₃和QW₄中溴原子的引入导致了吸收光谱的蓝移和LUMO能级的降低。密度泛函理论分析表明，QW₁展现出最佳的分子平面性，这赋予了QW₁更大的电子迁移率和更紧密的分子堆积。 

图2：器件性能

基于PM6:QW₁的器件实现了15.63%的更高效率，优于基于QW₂（14.25%）、QW₃（13.21%）和QW₄（15.03%）的器件。此外，基于QW₄的器件产生了0.933 V的最高开路电压，而PM6:L8-BO:QW₄三元器件实现了19.03%的功率转换效率（PCE）。总体而言，我们的研究表明，调节缺电子中心单元是提高所得A-DA₁D-A型SMAs光伏性能的有效策略。

相关成果以标题”Regulating the Electron-Deficient Component in A-DA₁D-A Typed Small-Molecule Acceptors for High-Performance Organic Solar Cells”发表于CHINESE JOURNAL OF CHEMISTRY(影响因子5.5)，深圳大学罗正辉副教授为本作通讯作者。

论文信息:

标题：Regulating the Electron-Deficient Component in A-DA₁D-A Typed Small-Molecule Acceptors for High-Performance Organic Solar Cells

全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cjoc.202300605