小分子给体的共轭结构短,且自身易聚集,导致与受体组分互混性差,不利于活性层形成理想的双连续互穿纳米网络形貌。平衡小分子给体的结晶性能和与受体组分的互混性能,实现同时高的电荷迁移率和优异的微观形貌,是提高全小分有机太阳能电池效率的关键所在。
近日,香港城市大学的Alex K.-Y. Jen 教授联合北京理工大学的安桥石教授和韩国高丽大学的Han Young Woo 教授,通过在小分子给体的主链上引入分子内的Cl-S非共价相互作用,显著提高了小分子给体的结晶性能和空穴迁移率。进一步结合侧链局部的非对称异构化策略,巧妙地克服了分子结晶性与互混性的内在制约因素,使全小分子太阳能电池的效率提高到15.73%。
这种在小分子给体的主链中引入非共价相互作用来增强分子结晶性能并结合侧链优化来平衡互混性能的分子设计策略为高性能的小分子给体的设计提供了新思路。
Dr. Wei Gao, Mengyun Jiang, Ziang Wu, Dr. Baobing Fan, Dr. Wenlin Jiang, Prof. Ning Cai, Prof. Hua Xie, Dr. Francis R. Lin, Prof. Jingdong Luo, Prof. Qiaoshi An, Prof. Han Young Woo, Prof. Alex K.-Y. Jen
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202205168