占肖卫课题组在JACS发文提出稠环电子受体光伏材料分子设计新策略

suoshi

北京大学工学院占肖卫课题组在非富勒烯受体有机太阳能电池研究中取得新进展，提出通过单边延展合成稠环电子受体光伏材料的分子设计策略，相关工作发表在《美国化学会志》上（JACS, DOI: 10.1021.jacs.9b08988）。

       2006年以来，占肖卫课题组一直致力于有机太阳能电池中非富勒烯受体材料的研究，提出了稠环电子受体的概念，发明了明星分子ITIC（Adv. Mater., 2015, 27, 1170—1174, Google Scholar引用1389次）。最近，他们提出通过单边延展合成稠环电子受体的分子设计策略。所谓单边延展，即从单一方向延展共轭长度较小的构筑单元，以合成共轭长度较大的给电子稠环核，进而合成更大的稠环电子受体分子。以ITIC为代表的稠环电子受体的稠环核一般是通过双边延展合成的。与双边延展相比，单边延展对于分子结构的裁剪和性质的调控更为精准。他们采用单边延展策略设计合成了八并稠环电子受体AOIC。与母体分子五并稠环电子受体F5IC及双边延展合成的十一并稠环电子受体IUIC2相比，基于AOIC的单结两组分有机太阳能电池的能量转换效率达13.7%，远高于同等条件下基于F5IC（5.61%）及IUIC2（4.48%）的器件效率。
      占肖卫课题组博士研究生贾博宇是该篇论文的第一作者，占肖卫是通讯作者。合作者包括东华大学唐正课题组及美国麻省大学Thomas P. Russell课题组。
       该工作得到国家自然科学基金委员会和北京大学加强基础研究专项等的资助。
       文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b08988

占肖卫，北京大学工学院材料科学与工程系教授、博士生导师、副系主任、工学院学术委员会委员、工学院教育委员会委员。 2006中科院化学所研究员、博士生导师，中科院“百人计划” 。2009年任北京大学工学院材料系教授、博士生导师、副系主任。   长期从事金属有机催化剂的制备及催化聚合、有机高分子光电功能材料的设计合成、光电性能表征和器件研究（发光二极管、场效应晶体管、太阳能电池、传感器、非线性光学）。
       非富勒烯有机太阳能电池
       自从1995年首次报道本体异质结有机太阳能电池以来，在近二十年时间里，富勒烯衍生物已成为最广泛使用的电子受体，非富勒烯受体的器件效率远远低于富勒烯衍生物。而富勒烯太阳光吸收弱、能级调控难、生产成本高、形貌稳定性差的缺点，限制了有机太阳能电池领域的可持续发展。2015年以来，非富勒烯受体领域不断取得突破，器件效率从<6%快速提高到>12%，并超过了富勒烯受体，使科学家看到了有机太阳能电池的巨大潜力，吸引了国际学术界越来越多的研究力量投入到非富勒烯受体领域，形成了国际学术热潮。可喜的是，该学术热潮是由中国科学家引领的。中国科学家在非富勒烯受体领域做出了原创性和引领性贡献，开创了重要材料体系，发明了明星分子，刷新了世界最高效率。“基于非富勒烯受体的聚合物太阳能电池”在2016年化学与材料科学领域10个热点前沿中排名第一位。中国领跑这个热点前沿，中国贡献的核心论文份额占46.3%，超过美国（41.5%）。中国表现了最强的前沿贡献度和前沿引领度。根据Web of Science数据库，中国科学家在非富勒烯受体领域发表的论文数和被引次数占半壁江山，其中，占肖卫课题组发表的论文数和被引次数均排名本领域第一位。