综述：基于非富勒烯受体的有机光伏材料洞察与挑战

《Joule》：Material insights and challenges for organic photovoltaics based on non-fullerene acceptors

本综述系统分析非富勒烯受体（NFA）如何推动有机光伏（OPV）实现>20%的功率转换效率（PCE）和>10,000小时稳定性。文章从分子设计原理、效率极限、器件协同性能等维度，提出连接实验室创新与商业化可行性的工业指标，并围绕稳定性增强、成本控制及绿色规模化制造等产业化关键路径展开深度探讨。

　　

Context & scale

溶液加工非富勒烯有机光伏（OPV）作为极具潜力的光伏技术，在过去十年间因突破20%的功率转换效率（PCE）和数万小时运行寿命而广受关注。尽管进展显著，但活性层材料协同性能不足仍制约其商业化进程。非富勒烯受体（NFA）凭借几何构型可调性、光电特性高度可控性及与多种给体材料的兼容性等优势，使OPV器件展现出卓越的光热稳定性、溶液加工性和可回收性。深入理解材料设计原则、给体/受体（D/A）组合策略及器件协同性能，成为释放OPV技术潜力的关键。

Summary

有机光伏（OPV）在单结电池效率突破20%与运行寿命超过10,000小时的里程碑式进展，主要得益于新型非富勒烯受体（NFA）及其匹配给体材料的快速发展。然而，现有高性能活性层材料的开发仍依赖经验性试错与性能指标追逐，对结构-性能关系、最优D/A组合及组分调控的机理认知尚浅。本综述通过解析新兴非富勒烯OPV体系的核心概念，揭示材料设计与D/A兼容性的内在规律，同时指明NFA发展面临的关键挑战与未来材料设计方向。后续将重点讨论提升器件协同性能的NFA材料研究路径。

Graphical abstract

（图示内容聚焦NFA分子结构设计、器件能级匹配与稳定性提升策略的动态关联，可视化呈现材料-器件-应用场景的协同优化路径）