通过使用不对称溴化受体实现延长成核过程，五种不同类型的有机太阳能电池的效率均超过了20%

《Advanced Materials》：Prolonged-Nucleation Strategy via an Asymmetric Brominated Acceptor Enables > 20% Efficiency in Five Different Organic Solar Cells

快速成核调控策略在BTP基有机太阳能电池中的应用：开发溴化苯并噁唑啉酮核心的T10不对称受体，通过延长成核时间（280ms）和抑制D/A相分离形成定制化纤网结构，使器件效率达20.67%（认证20.1%），载流子寿命提升至3.224μs，缺陷密度降低至1.37×1015 cm-3，同时光稳定性显著增强（T90达1609h）。

　　

摘要

尽管BTP核心受体具有高效的电荷转移和分子堆叠能力，但过快的成核过程往往会导致不利的供体/受体（D/A）纤维网络的形成以及亚稳态结构的产生，从而限制了器件的效率和稳定性。本文开发了一种不对称受体T10，其核心结构为溴化的蒽并喹啉化合物。这种扩展的二维核心结构促进了多点的分子堆叠，使成核时间延长至280毫秒——是传统eC9-4F的两倍。T10与PM6/eC9-4F之间的强非共价相互作用抑制了供体与受体的过度混合，并形成了有序的纤维网络。因此，这种三元器件表现出更长的载流子寿命（3.224微秒）和更低的缺陷密度（1.37 × 10¹⁵厘米^?3），从而降低了能量无序度（21.82毫电子伏特）。这些特性提高了开路电压（0.873伏特）和填充因子（80.68%），使得器件效率达到19.91%。此外，与两种二元系统相比，该三元器件具有更优异的光稳定性（T₉₀ = 1609小时）。更重要的是，T10介导的延长成核效应已在五种基于BTP的受体中得到验证，分别实现了20.07%（D18:eC9:T10）、20.40%（D18:BO-4Cl:T10）、20.47%（D18:L8-BO-X:T10）、20.52%（D18:L8-BO:T10）和20.67%（D18:eC9-4F:T10，认证效率为20.1%）的光电转换效率。这项研究展示了一种具有广泛适用性的分子工程策略，可用于改善受体的成核动力学。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。