陈永胜&阚斌&姚朝阳AFM：平衡端基/中心单元堆积强度使二元有机太阳能电池效率突破20.2%

有机太阳能电池（OSCs）的光动力学过程在很大程度上受光伏材料分子间堆积方式的影响，因此通过分子结构调控实现精细的堆积调控至关重要。

本文南开大学陈永胜、阚斌、姚朝阳等人构建了一种不对称受体分子CHFN，以平衡分子骨架中端基与中心单元的有效堆积面积或堆积强度。与对称结构的CH6F和CH17相比，不对称的CHFN具有更适宜的结晶性、更优的纤维状网络形貌，并在共混膜中表现出更高效的电荷生成与传输能力，从而使其基二元OSCs实现了20.23%的卓越能量转换效率（PCE），成为基于不对称受体的二元OSCs中最高效率之一。本研究凸显了端基与中心单元堆积平衡在实现高效OSCs中的重要意义。

文章亮点：

1. 不对称设计优化分子堆积：通过将对称受体中的一个端基替换为更大共轭的NC-2F单元，构建不对称受体CHFN，有效平衡了端基与中心单元的堆积强度，提升结晶性与膜态形貌。

2. 协同提升光电性能：CHFN基器件在开路电压（VOC）、短路电流（JSC）和填充因子（FF）上均优于对称对照器件，最终实现20.23%的高效率，且能量损失更低。

3. 形貌与动力学协同优化：CHFN共混膜形成更理想的纤维状互穿网络结构，促进激子解离与电荷传输，同时具备良好的热稳定性和大面积器件适用性（1 cm²器件效率达18.09%）。

P. Wang, X. Cao, W. Zhao, et al. “ Balancing Packing Strength of End/Central Units Enables Binary Organic Solar Cells to Achieve 20.2% Efficiency.” Adv. Funct. Mater. (2025): e18113.

https://doi.org/10.1002/adfm.202518113

学术交流QQ群

知光谷光伏器件学术QQ群：641345719

钙钛矿产教融合交流@知光谷（微信群）：需添加编辑微信

为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2024，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。