太陽能是人類安全、綠色、理想的清潔能源。太陽能電池通過光伏效應將太陽能轉換成電能，是有效利用太陽能的重要途徑。與傳統(tǒng)硅基太陽能電池相比，新型有機太陽能電池具有成本低、重量輕、便攜、柔性和透明等突出優(yōu)點，具有很好的發(fā)展前景。有機太陽能電池中的活性層材料由電子給體和電子受體組成。長期以來，富勒烯衍生物一直占據(jù)著受體材料的主導地位，但其存在可見區(qū)吸收弱、能級調(diào)控難、易聚集導致器件穩(wěn)定性差等諸多缺點。因此，發(fā)展高性能的受體材料是該領域的挑戰(zhàn)性難題。
北京大學工學院占肖衛(wèi)教授課題組長期致力于非富勒烯受體材料的研究。早在2006年，他們就率先在國內(nèi)開展了非富勒烯受體的研究。2007年，他們發(fā)表了中國首篇非富勒烯有機太陽能電池的論文( J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 7246-7247，被引830次)，報道了世界上第一個稠環(huán)芳酰亞胺高分子受體，拉開了中國科學家進軍非富勒烯受體這一挑戰(zhàn)性領域的序幕。2015年，占肖衛(wèi)團隊提出了“稠環(huán)電子受體”新概念，創(chuàng)造了氰基茚酮類芳雜稠環(huán)電子受體新體系，發(fā)明了明星分子ITIC (Adv. Mater., 2015, 27, 1170–1174，被引580次)。他們的原創(chuàng)性工作引起了國內(nèi)外同行的廣泛關注和跟進，國內(nèi)外上百個研究組使用他們的ITIC等稠環(huán)電子受體。近3年來，因稠環(huán)電子受體的誕生，非富勒烯有機太陽能電池的效率由不到7%發(fā)展到接近15%，大大超越富勒烯。從此，有機太陽能電池進入非富勒烯時代，邁向新紀元。迄今為止，占肖衛(wèi)團隊在非富勒烯有機太陽能電池領域發(fā)表了90余篇高質(zhì)量論文（其中ESI熱點論文17篇，ESI高被引論文30篇，中國百篇最具影響國際學術論文4篇），這些論文被引用10 000余次，發(fā)表論文的數(shù)量和被引次數(shù)在非富勒烯受體領域均居世界第一。
本體異質(zhì)結有機太陽能電池器件結構及明星分子ITIC
最近，占肖衛(wèi)教授與合作者在《自然綜述材料》發(fā)表了題為“Non-fullerene acceptors for organic solar cells ”的邀請綜述 (Nat. Rev. Mater., 2018, 3, 18003)。該綜述系統(tǒng)總結了芳酰亞胺類電子受體和稠環(huán)電子受體這兩類最具代表性的非富勒烯受體材料的研究進展，論述了非富勒烯受體的結構-性能關系，指出了該領域所面臨的挑戰(zhàn)和未來發(fā)展方向。課題組博士研究生嚴岑琪是此論文的第一作者，占肖衛(wèi)教授為通訊作者。此外，占肖衛(wèi)還與美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）楊陽教授、香港理工大學李剛教授合作，從非富勒烯太陽能電池器件角度撰寫了題為“Next-generation organic photovoltaics based on non-fullerene acceptors”的綜述 (Nat. Photon., 2018, 12, 131-142)。該論文第一作者程沛是占肖衛(wèi)教授課題組博士畢業(yè)生，現(xiàn)為楊陽課題組博士后，李剛、占肖衛(wèi)、楊陽是共同通訊作者。
該工作得到國家自然科學基金委等的資助。
文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/natrevmats20183
https://www.nature.com/articles/s41566-018-0104-9
