近期，中国科学院宁波材料技术与工程研究所葛子义团队报道了一种具有13.34%光电转化效率的非富勒烯全小分子有机太阳能电池，这是目前已报道的全小分子有机太阳能电池的最高效率之一。研究发现使用双氟原子修饰基于苯并二噻吩（BDT）单元的小分子给体的侧基，能有效提升器件电压，降低分子结晶性，改善相分离形貌；同时氟原子的引入能促使分子间更紧密的π-π堆积，从而使器件的效率获得显著提升。该研究进一步系统分析了不同取代位置和个数的氟化对于器件性能和分子堆积的影响，发现单氟取代对小分子的π-π堆积影响较小，并且其主要通过降低分子的HOMO能级来提升器件性能。而BDT连接的上下噻吩侧基的双氟化，则有利于形成F-H的非价键力作用，分子扭转角最小，最利于材料的共轭平面堆积，进而得到最高的光电转化效率。相关成果以13.34% Efficiency Non-fullerene All-Small-Molecule Organic Solar Cells Enabled by Modulating the Crystallinity of Donors via a Fluorination Strategy 为题发表在《德国应用化学》杂志上（Angewandte Chemie International Edition，DOI：10.1002/anie.201910297）。
该研究得到国家杰出青年科学基金（21925506）、国家重点研发计划（2017YFE0106000）、壳牌合作项目（No. PT78950）和浙江省自然科学基金（LR16B040002）等的支持。 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201910297
文章来源：宁波材料所
葛子义，中科院宁波材料所研究员、博导。1999年本科毕业于兰州大学，2004年获中科院化学所博士学位。2005-2009年分别在日本东京工业大学、神奈川大学、澳大利亚新南维尔士大学从事有机光电研究。2009年初受聘于华东理工大学教授。2010年加入中科院宁波材料所，担任 “有机光电化学”学科带头人、有机光电材料与器件课题组组长。先后入选中科院青年拔尖科学家、浙江省杰青、浙江省“151人才”、“钱江人才”等。目前主要从事有机/钙钛矿太阳能电池、OLED和导电高分子功能材料研究。迄今在Nature Photonics、Advanced Materials、Energy & Environmental Science等国际著名期刊上发表SCI论文100多篇，并被引用2000多次，撰写Springer等有机太阳电池专著章节3部。共申请国际国内专利29项。20多次受邀做著名学术会议邀请报告。目前担任《储能科学与技术》、International Journal of Modern Manufacturing Technology杂志编委、中国化工学会储能工程专业委员会委员、第一届国际有机光电材料与器件国际会议（ICOOE 2014）大会主席。2009年以来，主持包括国家重点研发计划、5项国家自然基金面上项目、中科院前沿重点项目、教育部霍英东青年教师基金在内的20多项国家级和省部级科研项目。担任国家科技奖，国家自然基金委、中组部青年##计划和拔尖人才、教育部长江学者项目评审专家。
