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  太陽(yáng)能是人類安全、綠色、理想的清潔能源。太陽(yáng)能電池通過(guò)光伏效應(yīng)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能，是有效利用太陽(yáng)能的重要途徑。與傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池相比，新型有機(jī)太陽(yáng)能電池具有成本低、重量輕、便攜、柔性和透明等突出優(yōu)點(diǎn)，具有很好的發(fā)展前景。有機(jī)太陽(yáng)能電池中的活性層材料由電子給體和電子受體組成。長(zhǎng)期以來(lái)，富勒烯衍生物一直占據(jù)著受體材料的主導(dǎo)地位，但其存在可見(jiàn)區(qū)吸收弱、能級(jí)調(diào)控難、易聚集導(dǎo)致器件穩(wěn)定性差等諸多缺點(diǎn)。因此，發(fā)展高性能的受體材料是該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性難題。

  北京大學(xué)工學(xué)院占肖衛(wèi)教授課題組長(zhǎng)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(guó)內(nèi)開(kāi)展了非富勒烯受體的研究。2007年，他們發(fā)表了中國(guó)首篇非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池的論文( J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 7246-7247，被引830次)，報(bào)道了世界上第一個(gè)稠環(huán)芳酰亞胺高分子受體，拉開(kāi)了中國(guó)科學(xué)家進(jìn)軍非富勒烯受體這一挑戰(zhàn)性領(lǐng)域的序幕。2015年，占肖衛(wèi)團(tuán)隊(duì)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(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注和跟進(jìn)，國(guó)內(nèi)外上百個(gè)研究組使用他們的ITIC等稠環(huán)電子受體。近3年來(lái)，因稠環(huán)電子受體的誕生，非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)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(jī)太陽(yáng)能電池進(jìn)入非富勒烯時(shí)代，邁向新紀(jì)元。迄今為止，占肖衛(wèi)團(tuán)隊(duì)在非富勒烯有機(jī)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域發(fā)表了90余篇高質(zhì)量論文（其中ESI熱點(diǎn)論文17篇，ESI高被引論文30篇，中國(guó)百篇最具影響國(guó)際學(xué)術(shù)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(lǐng)域均居世界第一。

本體異質(zhì)結(jié)有機(jī)太陽(yáng)能電池器件結(jié)構(gòu)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(qǐng)綜述 (Nat. Rev. Mater., 2018, 3, 18003)。該綜述系統(tǒng)總結(jié)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(jìn)展，論述了非富勒烯受體的結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系，指出了該領(lǐng)域所面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展方向。課題組博士研究生嚴(yán)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(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）楊陽(yáng)教授、香港理工大學(xué)李剛教授合作，從非富勒烯太陽(yáng)能電池器件角度撰寫(xiě)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(yáng)課題組博士后，李剛、占肖衛(wèi)、楊陽(yáng)是共同通訊作者。

  該工作得到國(guó)家自然科學(xué)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