完全非稠环电子受体(FNEAs)因其结构简单,在有机光伏领域有着广阔的应用前景。然而,由于FNEAs中存在可自由旋转的单键,导致分子构象的不确定性,进而影响分子的共轭和分子间的有效堆叠。因此,解决分子构象单一性问题和构筑有效的电荷传输通道是开发高性能FNEAs的关键途径。
研究团队以简单的四联噻吩为骨架结构,设计了一种精准包裹的共价大环修饰侧基,限制了中心联噻吩的自由旋转,实现了平面、单一的分子构象,进而获得了紧密且有序的电子传输通道,最终有机光伏器件效率实现了超过15%,其中JSC达到了25.48 mA/cm2,为目前已报道的FNEAs材料中的最高值。本研究工作“大环包裹”的分子设计策略将为FNEAs的深入而系统的研究提供理想的分子研究模型,同时也为高性能FNEAs材料的设计提供了新思路。
论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202316495
该研究工作以“Macrocyclic Encapsulation in a Non-fused Tetrathiophene Acceptor for Efficient Organic Solar Cells with High Short-Circuit Current Density”为题发表在国际顶级学术期刊Angew. Chem. Int. Ed.2023, e202316495。河南大学为第一署名单位,河南大学博士研究生申帅帅、硕士研究生米雨为本文共同第一作者,宋金生教授为本文通讯作者。