颜河&潘世豪&李刚AM：AIE分子设计打破电压损失壁垒！有机太阳能电池开路电压突破0.93V，效率达20.5%

非辐射能量损失是制约有机太阳能电池开路电压和效率提升的关键瓶颈。本研究提出了一种利用聚集诱导发光（AIE）的分子设计策略，以抑制聚集导致猝灭并提升固态光致发光量子产率，从而降低非辐射复合损失。

香港科技大学颜河、潘世豪和香港理工大学李刚等人将典型的AIE基团——四苯乙烯（TPE）引入Y系列非富勒烯受体的末端基团，制备出受体分子dTPE，该分子在高性能Y系列受体中首次展现出明显的AIE特性。光致发光研究表明，dTPE在薄膜中的PLQY较L8BO‑C4提升三倍，其电致发光外量子效率比D18:L8BO‑C4体系高出一个数量级以上。因此，基于D18:dTPE的二元器件实现了0.130 eV的极低非辐射复合损失。将dTPE作为客体引入D18:L8BO‑C4共混体系后，三元器件仅产生0.190 eV的非辐射电压损失，并获得了0.93 V的创纪录高开路电压，效率达到20.5%。据我们所知，这是效率超过20%的有机太阳能电池中所报告的最高开路电压。

该工作确立了AIE分子设计作为克服Y系列受体固有局限、降低下一代有机太阳能电池非辐射能量损失的有效途径。

文章亮点：

1. 首次将AIE特性引入高性能Y系列受体：通过在受体末端嵌入四苯乙烯基团，成功实现从“聚集导致猝灭”到“聚集诱导发光”的转变，大幅提升固态发光效率。

2. 创纪录的低非辐射电压损失：基于dTPE的二元器件非辐射复合损失仅0.130 eV，为目前有机太阳能电池中报道的最低值。

3. 高效率与高开路电压兼得：三元器件在效率达20.5%的同时，实现0.93 V的超高开路电压，为效率超过20%的有机太阳能电池中最高值。

Y. Zhang, R. Zhou, M. Rong, et al. “ Aggregation-Induced Emission Molecular Design for Mitigating Non-Radiative Energy Loss in Organic Solar Cells.” Advanced Materials (2026): e19588.

https://doi.org/10.1002/adma.202519588

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