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本研究北京师范大学薄志山、青岛大学刘亚辉和路皓等人提出了一种分子设计策略，通过将3D结构单元（降冰片烯）引入稠环受体分子的核心或端基，合成了三种新型受体分子（LLZ1、LLZ2和LLZ3）。
研究发现，降冰片烯单元的引入能够有效抑制分子过度聚集，显著提升受体的光致发光量子产率（PLQY），并降低器件中的非辐射复合电压损耗。其中，LLZ1因其高PLQY和适度结晶性，在降低电压损耗和提升电荷传输之间实现了最佳平衡。
基于LLZ1的二元器件实现了18.0%的能量转换效率（PCE），三元器件效率进一步提升至20.4%，电压损耗低至0.508 V，是目前性能最优的有机太阳能电池（OSCs）之一。该研究为开发低电压损耗、高效率的OSCs提供了新思路。
研究亮点
创新分子设计：通过引入3D降冰片烯单元调控受体分子的聚集行为，显著提升PLQY并降低非辐射复合电压损耗。
性能突破：LLZ1受体在二元和三元器件中分别实现18.0%和20.4%的PCE，电压损耗低至0.508 V，创下同类器件新纪录。
机制解析：结合单晶结构分析和瞬态吸收光谱，揭示了分子堆积与电荷传输的平衡关系，为高效OSCs设计提供理论指导。
X. Zhu, C. Gu, Y. Cheng, H. Lu, X. Wang, G. Ran, W. Zhang, Z. Tang, Z. Bo, Y. Liu, 3D-Architectured Acceptor with High Photoluminescence Quantum Yield and Moderate Crystallinity for High-efficiency Organic Solar Cells with Low Voltage Loss. Adv. Mater. 2025, 2507529.
https://doi.org/10.1002/adma.202507529
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