有機(jī)太陽能電池研究新進(jìn)展！北大進(jìn)一步合成稠環(huán)電子受體光伏材料

:北京大學(xué)工學(xué)院占肖衛(wèi)課題組在非富勒烯受體有機(jī)太陽能電池研究中取得新進(jìn)展，通過側(cè)鏈和端基同時(shí)氟化策略設(shè)計(jì)并合成了具有三維堆積和激子/電荷傳輸?shù)某憝h(huán)電子受體光伏材料，相關(guān)工作發(fā)表在《先進(jìn)材料》上。

2015年，占肖衛(wèi)課題組提出了稠環(huán)電子受體的概念，發(fā)明了明星分子ITIC（Adv. Mater., 2015, 27, 1170–1174，Google Scholar引用1590次，入選2015年度“中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文”）。2017年，他們率先把氟代氰基茚酮端基引入到稠環(huán)電子受體中（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139,1336–1343，Google Scholar引用547次；Adv. Mater., 2017, 29, 1700144，Google Scholar引用549次；均入選2017年度“中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文”），目前性能最好的非富勒烯受體均采用氟代氰基茚酮端基。最近，他們進(jìn)一步提出側(cè)鏈和端基同時(shí)氟化的稠環(huán)電子受體分子設(shè)計(jì)策略，在分子骨架水平和垂直方向上同時(shí)引入氟原子，通過氟原子誘導(dǎo)的多維弱相互作用，構(gòu)筑緊密的三維分子堆積網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)高效的三維激子和電荷傳輸?；趥?cè)鏈和端基同時(shí)氟化的稠環(huán)電子受體FINIC的光伏性能遠(yuǎn)高于無氟代的稠環(huán)電子受體INIC。

側(cè)鏈和端基同時(shí)氟化的稠環(huán)電子受體分子設(shè)計(jì)示意圖

占肖衛(wèi)課題組博士后代水星是該篇論文的第一作者，占肖衛(wèi)是通訊作者。合作者包括華南理工大學(xué)解增旗課題組、西安交通大學(xué)馬偉課題組、中科院化學(xué)所易院平課題組和江浪課題組及新西蘭惠靈頓維多利亞大學(xué)Justin M. Hodgkiss課題組。

該工作得到國家自然科學(xué)基金委員會(huì)和北京大學(xué)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究專項(xiàng)等的資助。