Forskere udvikler fusioneret-ring elektronacceptor med 3-D exciton og ladningstransport

For nylig, Professor Zhan Xiaoweis gruppe fra College of Engineering ved Peking University gjorde fremskridt inden for ikke-fulleren-acceptorer til organiske solceller (OSC'er). De udviklede en ny fluoreret fusioneret-ring elektronacceptor (FREA) med 3D-stabling og exciton- og ladningstransport (Adv. Mater., DOI:10.1002/adma.202000645).

I 2015 Zhan-gruppen var banebrydende for konceptet FREA og opfandt skelsættende molekyle ITIC. I 2017, de introducerede først fluoreret 2-(3-oxo-2, 3-dihydroinden-1-yliden)-malononitril, 1FIC og 2FIC, i FREAs (J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 1336–1343, citeret 547 gange; Adv. Mater., 2017, 29, 1700144, citeret 549 gange). Nu, alle de bedste ikke-fulleren acceptorer er baseret på 1FIC/2FIC.

Seneste, de foreslog en ny designstrategi til at konstruere FREA'er via fluorering af både endegrupper og sidekæder. Tæt 3-D stablingsnetværk dannes på grund af 3-D ikke-kovalente interaktioner forårsaget af F-atomer på både endegrupper og sidekæder, hvilket er gavnligt for effektiv 3-D exciton og ladningstransport. OSC'erne baseret på FINIC med fluorerede endegrupper og sidekæder viser en effektivitet på 14,0 %, meget højere end for de ikke-fluorerede INIC-baserede celler (5,1%).