北京
北京师范大学薄志山、李翠红与青岛大学刘亚辉等人设计合成了两种结构相近的非稠环电子受体TTF-F与TTO-F，二者仅烷基侧链端基化学结构存在差异，用于探究侧链端基对材料结晶行为、分子堆积及光伏性能的调控规律。两种分子电子结构基本一致，但TTF-F展现出更强的聚集倾向、更快的结晶动力学以及更有序的分子堆积。原位紫外-可见吸收光谱测试表明，TTF-F仅需206ms即可完成聚集，显著快于TTO-F（336ms）。氟端基侧链带来的强聚集效应与优异固相分子排布，是TTF-F器件性能提升的关键因素。
将受体与聚合物给体D18共混后，TTF-F可形成连续且互连的纤维状网络，促进激子解离与电荷输运，并抑制电荷复合。飞秒瞬态吸收测试显示，D18:TTF-F共混体系的空穴转移速率为D18:TTO-F体系的4倍；掠入射广角X射线散射（GIWAXS）表征也证实该体系拥有更有序的π–π堆积结构。瞬态光谱结果进一步证明，TTF-F能够实现更快的界面空穴转移与更高效的电荷分离。基于D18:TTF-F的器件光电转换效率可达18.02%，远高于D18:TTO-F器件的13.35%。这种巨大性能差异主要来源于二者结晶动力学的区别，以及由此形成的不同薄膜微观形貌。
该研究建立了非稠环电子受体结构–动力学–形貌–性能的内在关联，证实侧链端基氟化是一种简便高效的固相分子排布调控手段，且不会显著改变分子本征电子结构。本工作为高性能非稠环电子受体的分子设计提供新思路，表明侧链端基工程可同步调控薄膜形貌演化与光伏性能，为制备高效非稠环电子受体基有机太阳能电池提供理性分子设计策略。
文献信息
Side-ChainTerminalEngineeringEnables18%EfficientNon-FusedRingElectronAcceptorOrganicSolarCellsviaCrystallizationControl
JianingXu,YawenGuo,ZhaoshuangLiu,XuelinWang,ZihaoGao,YuwenWang,GuangliuRan,WenkaiZhang,CuihongLi,YahuiLiu,ZhishanBo
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.79002
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