氯取代诱导分子间堆叠优化的极化色散效应助力高性能有机太阳能电池

本研究针对氯取代改善分子间相互作用的机制不明问题，来自国内的研究团队通过探究小分子受体氯代衍生物的极化色散效应，发现单氯代QX-Cl可同步增强电子迁移率与J-聚集特性，使二元器件效率达19.53%（FF=82.88%），三元体系效率突破20.41%，为有机光伏材料设计提供了新视角。

　　

通过引入氯取代基显著优化小分子受体的分子间π-π堆叠行为，研究发现氯原子可增强共轭骨架方向的极化率，促进以色散作用主导的face-to-face分子堆积模式。氯代衍生物QX-Cl和QX-2Cl的电子迁移率较无氯类似物QX提升超两倍，其中单氯代QX-Cl还表现出最优的J-聚集特性与消光系数。基于D18:QX-Cl的器件实现了19.53%的功率转换效率（PCE）和82.88%的填充因子（FF），显著优于D18:QX体系（PCE=18.28%, FF=79.91%）。将QX-Cl作为第三组分引入D18:N3体系后，三元器件效率进一步提升至20.41%，凸显氯代策略对分子堆叠优化和相分离形貌调控的关键作用。