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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(nèi)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(jié)晶性以及分子間π-π堆積等具有重要影響。

最近，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室鄭慶東研究員團隊與武漢理工大學(xué)王濤教授以及北京交通大學(xué)張?？〗淌趫F隊合作，在前期設(shè)計的以無sp3碳的梯形稠環(huán)（D）為核的受體材料的基礎(chǔ)上，用硒吩環(huán)替換稠環(huán)核中的噻吩環(huán)并調(diào)整硒吩環(huán)在稠環(huán)核中的位置和數(shù)量，對目標材料的分子內(nèi)非共價相互作用進行調(diào)控，設(shè)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(zhuǎn)換效率（PCE）達16.39%，MQ6是為數(shù)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(cè)引入硒原子來增強分子內(nèi)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(diào)控，為新型高效率受體材料的設(shè)計與合成提供了重要指導(dǎo)。


受體材料MQ6的分子結(jié)構(gòu)及其光伏性能

上述研究結(jié)果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》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(shè)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(gòu)所有機太陽能電池研究取得進展