Angew. Chem. ：对称几何与非对称作用实现高效稳定的半透明有机光伏

深入探究光伏材料的对称性破缺设计策略，对于提升半透明有机太阳能电池（ST-OSCs）的性能具有重要意义。然而，与对称结构相比，非对称分子设计策略往往会增加合成步骤的复杂性，纯化过程也更为繁琐，这可能成为大规模生产的瓶颈。因此，开发一种兼具对称结构的合成便利性和非对称结构的有利分子间相互作用的非富勒烯受体，将为高效 ST-OSC 提供一个开创性的范例。

近日，韩国蔚山科技学院 Changduk Yang教授团队联合南昌大学谌烈教授和南京大学张春峰教授，展示了一种对称非富勒烯受体 4FY。该受体中的二维氟苯基侧链通过不对称分子相互作用促进偶极驱动的自组装，从而形成比具有相同对称几何形状的 Y6 更紧密的堆积结构。这种独特的设计催生了高性能逐层 ST-OSC，显著降低了能量损耗和电荷重组，改善了电荷传输特性。

实验结果表明，基于 PCE10-2F/4FY 的不透明 OSC 的功率转换效率（PCE）达到 14.80%，其 ST-OSC 的 PCE 为 10.81%，平均可见光透过率为 45.43%，光利用效率（LUE）为 4.91%。此外，基于 PCE10-2F/4FY 的 ST-OSC 还展现出出色的昼夜循环稳定性，其 T80 时间可长达 134 小时，是参考器件 PCE10-2F/Y6 的 17 倍。

最终，研究团队基于 PCE10-2F/4FY制造出了有效面积为 18 cm²的高效半透明有机太阳能模块（ST-OSM），其 PCE 为 6.78%，LUE 高达 3.10%，创下了全窄带隙 ST-OSM 的最高记录。该项工作表明，利用非对称驱动的分子相互作用可以制造出大面积 ST-OSCs，这种器件在实际工作条件下既高效又稳定。

论文信息

Efficient Semitransparent Organic Solar Modules with Exceptional Diurnal Stability Through Asymmetric Interaction Induced by Symmetric Molecular Structure

Sangjin Yang, Xuexiang Huang, Yongjoon Cho, Sungmo Koo, Yanni Ouyang, Zhe Sun, Seonghun Jeong, Thi Le Huyen Mai, Wonjun Kim, Lian Zhong, Shanshan Chen, Chunfeng Zhang, Hee-Seung Lee, Seong-Jun Yoon, Lie Chen, Changduk Yang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202424287