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新聞網(wǎng)訊 近日，材料科學(xué)與工程學(xué)院齊峰副教授、路皓副教授與紡織服裝學(xué)院薄志山教授，在抑制有機(jī)太陽(yáng)能電池非輻射能量損失的研究領(lǐng)域取得了重大突破性進(jìn)展，相關(guān)成果以“Alleviating non-radiative losses in organic solar cells through side-chain regulation of low-bandgap non-fullerene acceptors”為題在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊Nature Communications上發(fā)表。青島大學(xué)為第一單位和通訊單位。

非輻射損失是制約有機(jī)太陽(yáng)能電池（OSCs）性能提升的一大關(guān)鍵瓶頸。在非富勒烯受體（NFAs）中進(jìn)行硒原子替代，是調(diào)控OSC內(nèi)分子間堆積和能級(jí)結(jié)構(gòu)的有效方法。然而，硒原子誘導(dǎo)的系間穿越（ISC）可能會(huì)促進(jìn)NFA中三線(xiàn)態(tài)激子的形成，進(jìn)而加劇OSC中的非輻射能量損失。在本研究中，我們通過(guò)在NFA中間核的吡咯單元上引入帶有不同C2或C3分支位點(diǎn)的非手性N-烷基鏈，成功合成了一系列新型受體材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，具有C2分支結(jié)構(gòu)的NFA在純膜和共混膜中均表現(xiàn)出更為緊密的分子堆積、更高的發(fā)光效率以及顯著降低的三線(xiàn)態(tài)激子生成量。我們將性能最優(yōu)的NFA作為三元組分引入D18:L8-BO材料體系中，最終實(shí)現(xiàn)了20.4%的能量轉(zhuǎn)換效率（經(jīng)認(rèn)證效率達(dá)19.88%）。本研究表明，通過(guò)側(cè)鏈修飾策略對(duì)NFA微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控，能夠有效抑制有機(jī)太陽(yáng)能電池的非輻射損失。