国科大黄辉教授在基于非稠环电子受体的有机太阳能电池领域取得重要进展

近年来，溶液可加工的体异质结有机太阳能电池发展迅猛。随着稠环电子受体设计理念的提出，一系列高效率受体材料如雨后春笋般涌现，其最高效率已超过18%。然而这类材料的合成路线一般较为复杂，总产率较低。

为了增强分子内部的共平面性，这类材料的设计通常要考虑引入分子内弱相互作用力，即非共价“构象锁”（Noncovalent conformational locks）。这一概念最早由黄辉教授与美国西北大学的Tobin Marks教授等人提出（J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10966.）。目前，非共价键“构象锁”已经广泛运用到共轭小分子和聚合物材料的设计中，得到了一系列可应用于有机太阳能电池和场效应晶体管等领域的高性能有机半导体材料，并逐渐成为设计高性能有机半导体材料的重要策略之一。

近日，中国科学院大学黄辉团队设计合成了以苯并三氮唑为A′单元，含有S···O“构象锁”的新型非稠环电子受体BTzO-4F，与聚合物PBDB-T共混达到了13.8%的光电转换效率，取得了目前文献报道的基于非稠环电子受体光电转化效率的最高纪录。

该项成果进一步展现了非共价键“构象锁”的应用潜力，也对非稠环电子受体材料的设计提供了重要的新思路。 

图1 (A)非稠环受体BTzO-4F结构式；(B)受体纯膜的2D-GIWAXS图谱；(C)最优器件的J-V曲线图。 

详见：Xingzheng Liu, Yanan Wei, Xin Zhang, Linqing Qin, Zhixiang Wei, Hui Huang. Sci. China Chem., 2020, doi: 10.1007/s11426-020-9868-8

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作者简介 

黄辉，中国科学院大学材料科学与光电技术学院教授，博士生导师，中国科学院大学校学术委员会委员，国家杰出青年基金获得者（2019）。2008年博士毕业于美国达特茅斯学院，随后进入美国西北大学开展博士后研究，2010年加入美国康菲石油公司全球研发中心从事有机太阳能电池的研发工作，2013年作为中科院海外引进人才加入中国科学院大学。目前任中国化学会分子聚集发光委员会委员、青年工作者委员会委员，中科院青联委员，InfoMat杂志编委、Sci. China Chem.青年编委等。主要从事有机高分子半导体材料的合成与应用研究，在光电、光热应用等方向取得了重要科研成果。