有机太阳能电池（OSCs）具有轻量化、柔性、透明性、大面积应用可扩展性以及与溶液加工方法兼容等优势，正逐步成为光伏技术领域的核心组成。在过去十年，OSCs取得了很大进步，在器件技术方面，三元和串联器件均已被证明能有效提高OSCs的能量转换效率（PCE）；在分子设计方面，很容易联想到最近出现的受体-(供体-受体1-供体)-受体（A-DA1D-A）型的的小分子受体（SMAs），SMAs具有香蕉状的分子构型，有助于多模态堆叠，形成密集的3D网络结构，并增加电荷传输通道，有利于PCE提高。
杨楚罗团队开发了一系列基于吡啶并[2,3-b]喹喔啉的SMAs（Py1-Py5），其中Py2实现了最高的器件效率17.73%，这要归功于更好的电荷传输和更有利的形貌。然而，这项研究忽略了一个关键点，即基于氯化Py2的器件的VOC明显高于未氯化的Py1器件（VOC为0.736 V）。在本文中，为了进一步研究Py系列受体的光伏电位并确定氯化后VOC的增强是否在整个体系中一致，我们设计了Py6，它是Py1的异构体，其吡啶上的氮原子的位置进行了改变，然后对Py6 进行氯化得到Py7。JSC、FF和VOC的共同增强使基于Py7的器件的PCE达到18.51%。此外，通过给体和受体的相互稀释策略，(D18:1wt%Py7)/(Py7:1wt%D18)器件的PCE达到了的19.60%。我们的工作不仅凸显了Py系列受体的巨大光伏潜力，而且还表明氯化可以改善分子堆积，同时减少非辐射能量损失。我们的研究为高效SMAs的分子设计提供了重要的指导思路。
图1. 分子结构和理论计算
图2. 器件性能
论文信息：
标题：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.
全文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202404537
