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  在有機太陽能電池 （OPV）的研究領域，新型非富勒烯受體的開發(fā)與利用一直是一項至關重要的研究課題。Y系列非富勒烯受體（Y是Yang的簡寫），由于其窄帶隙，近紅外吸收范圍的特點，已成為高性能有機太陽能電池的重要組成部分。2019年， Y1受體分子創(chuàng)造了12.6%的有機光伏世界紀錄，開創(chuàng)了Y系列受體分子的先河。作為Y系列受體分子的延續(xù)，Y3受體分子首次突破了14%的轉(zhuǎn)換效率, Y6受體分子首次突破了15%的世界記錄，將Y系列受體的研究熱潮推至巔峰。然而，過去三年自從Y6分子發(fā)表以后, Y系列分子后續(xù)設計并沒有明顯的突破；這段時間OPV的突破主要是由于器件方面的設計，比方說多組分的器件結(jié)構(gòu)。Y系列受體的原創(chuàng)性設計原則一直沒有得到系統(tǒng)性的研究與討論。

圖3.  新型Y系列非富勒烯受體的設計可能 

  楊陽教授現(xiàn)為美國加州大學洛杉磯分校工學院材料系Carol and Lawrence E. TannasJr. 講座教授。在半導體材料與器件方面有著20余年的研究經(jīng)驗，創(chuàng)造了該領域的多項世界紀錄。主要研究方向是太陽能及高效能電子器件，在可溶液加工石墨烯，有機光伏, 量子點，CIGS和鈣鈦礦太陽能電池等領域做出了杰出的貢獻。目前課題組具有世界頂尖的有機太陽能電池，鈣鈦礦太陽能電池，鈣鈦礦發(fā)光二極管，生物傳感器，薄膜晶體管的研究團隊和實驗設備。課題組在Science, Nat. Mater., Nat. Photon., Nat. Nanotech., Nat. Commun., Chem. Rev., J. Am. Chem. Soc, Adv. Mater. 等著名學術(shù)期刊上發(fā)表論文450余篇, 所發(fā)表論文被引用超過12萬次，H-index 為167。

1. Yang Yang, The Original Design Principles of the Y-Series Nonfullerene Acceptors, from Y1 to Y6, ACS Nano 2021, ASAP. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.1c10365

2. 楊陽教授，“精彩的Y6故事”，中國科學院半導體研究所報告。https://www.bilibili.com/video/BV1kb4y1i78N/

3. Yuan, J.; Zhang, Y.; Zhou, L.; Zhang, G.; Yip, H.-L.; Lau, T.-K.; Lu, X.; Zhu, C.; Peng, H.; Johnson, P.A.; Leclerc, M.; Cao, Y.; Ulanski, J.; Li, Y.; Zou, Y. Single-Junction Organic Solar Cell with over 15% Efficiency Using Fused-Ring Acceptor with Electron-Deficient Core. Joule 2019, 3, 1140-1151.

4. Wang, R.; Yuan, J.; Wang, R.; Han, G.; Huang, T.; Huang, W.; Xue, J.; Wang, H.C.; Zhang, C.; Zhu, C.; Cheng, P.; Meng, D.; Yi, Y.; Wei, H.; Zou, Y.; Yang, Y. Rational Tuning of Molecular Interaction and Energy Level Alignment Enables High‐Performance Organic Photovoltaics. Adv. Mater. 2019, 31, 1904215.