Angew. Chem. ：高效高稳定性以及具有加工多样性的三维CH系列有机太阳能电池受体材料

有机太阳能电池（OSCs）在近几十年的时间里发展迅猛，其能量转换效率已经超过19%，甚至飙升至20%，展现出巨大的商业化应用前景。尽管OSCs在能量转化效率方面已经取得了重大进展，但器件稳定性以及严格的加工限制性仍然是制约其未来商业化的重大挑战。

对活性层受体结构进行二聚化设计是获得高效且稳定OSCs一个重要方法。通过将两个A-D-A小分子受体单体连接，获得具有四个末端基团的3D A-D-A小分子受体，增多的末端基团将会显著加强分子间堆积，同时，两个单体之间较大的扭转角容易形成强劲的分子间堆积网络，有助于改善活性层形貌稳定性，提高OSCs器件稳定性。

基于以上想法，近日，南开大学的陈永胜教授团队在CH系列分子的基础上，通过中心单元二聚化，创新性地设计并合成了一系列具有多个末端基团的3D小分子受体。近日，该团队通过对该系列3D CH小分子受体中心连接单元和末端基团卤素的精准调控，设计合成了CH8-3/4/5，并系统研究了它们的光电性能。

研究表明，基于CH8-3/4/5受体的OSCs兼具高效和高稳定性两大优势，其中，PM6:CH8-4（中心单元氟化，末端基团氯化）的OSCs器件获得了17.58%的高效率，这也是基于该类受体OSCs的最高效率。而且，基于该系列受体的OSCs的光/热稳定都处于领域前沿水平。此外，较长的烷基链导致的该系列受体很好的溶解度使得基于CH8系列分子的OSCs在非卤素溶剂中也表现突出，获得17.27%的能量转换效率，更加吸引人的是，在正常环境（非手套箱环境）下也能达到16.23%的效率。而且，2.88 cm2模组制备的OSCs器件的效率也超过了13%,表现出可多样性处理的优势,助力于将来OSCs的商业化生产。

综上，该工作提供了一种构建具有四个末端基团的3D小分子受体，揭示了中心连接单元和末端基团协同卤化在提升基于该系列受体的OSCs性能上的巨大作用，并为此后发展高效稳定OSCs受体分子提供了有效的策略。

论文信息

Terminally Chlorinated and Thiophene-linked Acceptor-Donor-Acceptor Structured 3D Acceptors with Versatile Processability for High-efficiency Organic Solar Cells

Hongbin Chen, Bin Kan, Peiran Wang, Wanying Feng, Longyu Li, Shuchao Zhang, Tianqi Chen, Yang Yang, Tainan Duan, Zhaoyang Yao, Chenxi Li, Xiangjian Wan, Yongsheng Chen

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202307962