北京大學(xué)工學(xué)院占肖衛(wèi)教授課題組在非富勒烯受體有機(jī)太陽能電池研究中取得新進(jìn)展，提出通過單邊延展合成稠環(huán)電子受體光伏材料的分子設(shè)計策略，相關(guān)工作發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上（JACS, DOI: 10.1021.jacs.9b08988）。
2006年以來，占肖衛(wèi)教授課題組一直致力于有機(jī)太陽能電池中非富勒烯受體材料的研究，提出了稠環(huán)電子受體的概念，發(fā)明了明星分子ITIC（Adv. Mater., 2015, 27, 1170–1174, Google Scholar引用1389次）。最近，他們提出通過單邊延展合成稠環(huán)電子受體的分子設(shè)計策略。所謂單邊延展，即從單一方向延展共軛長度較小的構(gòu)筑單元，以合成共軛長度較大的給電子稠環(huán)核，進(jìn)而合成更大的稠環(huán)電子受體分子。以ITIC為代表的稠環(huán)電子受體的稠環(huán)核一般是通過雙邊延展合成的。與雙邊延展相比，單邊延展對于分子結(jié)構(gòu)的裁剪和性質(zhì)的調(diào)控更為精準(zhǔn)。他們采用單邊延展策略設(shè)計合成了八并稠環(huán)電子受體AOIC。與母體分子五并稠環(huán)電子受體F5IC及雙邊延展合成的十一并稠環(huán)電子受體IUIC2相比，基于AOIC的單結(jié)兩組分有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)13.7%，遠(yuǎn)高于同等條件下基于F5IC（5.61%）及IUIC2（4.48%）的器件效率。
單邊延展及雙邊延展分子設(shè)計示意圖以及稠環(huán)電子受體分子結(jié)構(gòu)
占肖衛(wèi)教授課題組博士研究生賈博宇是該篇論文的第一作者，占肖衛(wèi)教授是通訊作者。合作者包括東華大學(xué)唐正課題組及美國麻省大學(xué)Thomas P. Russell課題組。
該工作得到國家自然科學(xué)基金委員會和北京大學(xué)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究專項等的資助。
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