Angew. Chem. ：受体分子“卤足迹”重构获得效率超过19.7%的二元有机光伏

近年来得益于受体材料的发展，有机太阳电池（OSCs）的效率不断提升。近期南开大学陈永胜教授研究团队发展了一系列中心单元二维共轭扩展的受体材料，提高了分子的堆积强度和结晶有序性，改善了器件激子扩散和电荷分离/传输性质。与此同时，二维共轭扩展的中心单元提供了充足的化学活性位点，为分子结构的进一步优化提供了空间。特别是通过调控中心单元上卤素的种类、数量和空间位置，可以（1）构建分子间多种次级相互作用（X-H, X-S, X-π），从而增强分子间的堆积强度，诱导更有序的分子堆积；（2）增大分子的极化率和介电常数，从而减小受体分子的激子结合能。

同族元素氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）和碘（I）原子的极化率/原子半径逐渐增大，但电负性逐渐降低。其中，F/Cl因其电负性大、位阻小而在受体分子中得到广泛应用。而Br/I较大的原子半径虽然会引入空间位阻，但其具有易极化和高结晶度的独特优点。在该工作中，作者通过重构受体分子骨架外围的“卤足迹”，构建了三个同分异构受体分子CH-F、CH-C和CH-B。通过平衡F/Cl/Br原子的空间位置，精细地调控了受体分子的堆积有序性和活性层的微观形貌。此外，这种外围“卤足迹”的重构不仅可以最大程度上保持分子结构的对称性，还可以获得偶极矩增强等不对称结构的优势。最终，基于中心单元溴化的CH-B分子的二元有机光伏器件获得了19.78%的光电转换效率，同时活性层厚度在~300 nm时仍可以保持18.35%的器件效率。该工作的系统研究，为进一步优化二维共轭的受体分子结构提供了借鉴。

论文信息

Rebuilding Peripheral F, Cl, Br Footprints on Acceptors Enables Binary Organic Photovoltaic Efficiency Exceeding 19.7 %

Xiangjian Cao, Peiran Wang, Xinyuan Jia, Wenkai Zhao, Hongbin Chen, Zheng Xiao, Jiaqi Li, Xingqi Bi, Zhaoyang Yao, Yaxiao Guo, Guankui Long, Chenxi Li, Xiangjian Wan, Yongsheng Chen

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202417244

碘乙烷-D5_IODOETHANE-D5_CAS:6485-58-1 2025-04-25
1,4-二溴苯-D4_1,4-Dibromobenzene-d4_CAS:4165-56-4 2025-04-25
苯甲酰胺-15N_Benzamide-15N_CAS:31656-62-9 2025-04-25
苯甲醇-D5_Benzene-2,3,4,5,6-d5-methanol_CAS:68661-10-9 2025-04-25
溴乙烷-D5_BROMOETHANE-D5_CAS:3675-63-6 2025-04-25
滴滴涕-D8（DDT-D8）_2,4′-Dichlorodiphenyltrichloroethane-d8_CAS:221899-88-3 2025-04-25
辛酰辅酶A_Octanoyl coenzyme A_CAS:1264-52-4 2025-04-25
E-4-乙酰氨基-3’，4′-亚甲二氧基二苯乙烯_E-4-acetamido-3′,4′-methylenedioxydiphenylethylene_CAS:2025317-27-3 2025-04-25
乙基葡糖苷酸(铵盐)_ethyl glucuronide_CAS:913255-98-8 2025-04-25
丙二醇二醋酸酯PGDA_CAS:623-84-7 2025-03-26
5,7-二甲氧基-2-（3-（（4-氧代-3,4-二氢酞嗪-1基）甲基）苯基）喹唑啉4（1H）-酮_5,7-dimethoxy-2-(3-((4oxo-3,4dihydrophthalazin-1yl)methyl)phenyl)quinazolin4(1H)-one _CAS:3037993-97-5 2025-03-26
双(2-乙基己基)次膦酸_CAS:13525-99-0 2025-02-28
甲基二苯基膦硫化物_Methyldiphenylphosphine sulfide_CAS:13639-74-2 2025-01-10