北航孙艳明Angew窄 ΔEₛₜ受体抑三线态损失，OSCs 效率 20.85%

主要内容

较高的非辐射能量损失已成为制约有机太阳能电池（OSCs）性能提升的主要瓶颈，而三线态激子的形成是造成该损失的首要诱因。缩小窄带隙受体中第一单线态与三线态激发态的能级差（ΔEₛₜ），被视为缓解这一问题的有效策略。

针对该问题，北京航空航天大学孙艳明、王镇和青岛大学纺织服装学院李晓明等人以具有发光特性的热激活延迟荧光（TADF）分子为桥连单元，成功设计并合成了一种Y型二聚体受体材料DY-TXT。相较于传统非富勒烯受体（NFAs），该材料在薄膜状态下的光致发光量子产率（PLQY）大幅提升至6.7%，且相较于传统非富勒烯受体，其ΔEₛₜ被显著降至约0.1eV。

研究团队将DY-TXT作为第三组分引入D18:L8-BO主体活性层体系，研究发现，该材料可优化分子堆积方式与活性层形貌，进而促进高效的电荷产生与传输；同时还能提高三元共混体系的荧光效率，显著抑制三线态激子的形成，有效降低OSCs的非辐射能量损失（Eₙᵣ）。此外，较小的ΔEₛₜ可促进反向系间窜越（reverseintersystemcrossing,RISC）过程，实现三线态激子的循环利用。

最终，基于该策略制备的器件实现了20.85%的优异光电转换效率（PCE），同时获得0.932V的开路电压（Voc），核心支撑为0.194eV的低非辐射能量损失。

综上，本研究明确了三线态激子形成与能量损失的关键作用，提出了一种极具价值的材料设计策略。该策略不仅突破了有机太阳能电池当前的效率瓶颈，证实了通过调控受体结构抑制三线态介导能量损失的有效性，更为有机光伏材料的未来发展开辟了广阔前景。

文献信息

DimericAcceptorwithSmallSinglet-TripletEnergyGapEnablesSuppressedTripletLossand20.85%EfficiencyofOrganicSolarCells

LingzhiGuo,LunbiWu,Dr.HuotianZhang,YiyangPan,Dr.XiaomingLi,XiaobinDong,Dr.JingyiKong,MinHunJee,MinqiangMai,Dr.ShaLiu,Prof.HanYoungWoo,TaoJia,ZujinZhao,Prof.FengGao,Dr.ZhenWang,Prof.YanmingSun

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202524341