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 有機太陽能電池受體材料分子間的π-π堆積距離以及堆積方式對于分子的載流子遷移率有著決定性影響，進而影響著有機太陽能電池的性能。分子內非共價相互作用（如S…O、Se…O）以及分子的偶極矩對受體材料分子的平面性、結晶性以及分子間π-π堆積等具有重要影響。

最近，中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室鄭慶東研究員團隊與武漢理工大學王濤教授以及北京交通大學張?？〗淌趫F隊合作，在前期設計的以無sp3碳的梯形稠環(huán)（D）為核的受體材料的基礎上，用硒吩環(huán)替換稠環(huán)核中的噻吩環(huán)并調整硒吩環(huán)在稠環(huán)核中的位置和數量，對目標材料的分子內非共價相互作用進行調控，設計并合成了3個新受體材料MQ3、MQ5和MQ6。基于MQ6的最優(yōu)聚合物太陽能電池的光電轉換效率（PCE）達16.39%，MQ6是為數不多的PCE可達16%的A-D-A型受體材料之一。該研究工作提出在梯形稠環(huán)核外側引入硒原子來增強分子內非共價相互作用（Se…O），同時通過引入不對稱稠環(huán)，實現(xiàn)受體材料的帶隙、π-π堆積距離以及目標材料的電荷傳輸性能的調控，為新型高效率受體材料的設計與合成提供了重要指導。


受體材料MQ6的分子結構及其光伏性能

上述研究結果發(fā)表在《德國應用化學》上，論文第一作者為該團隊的湯昌泉副研究員。 此前，該團隊在非富勒烯受體材料的設計與合成以及器件制備方面也取得了系列重要研究進展。

原標題：福建物構所有機太陽能電池研究取得進展