近来，《焦耳》宣布了国家纳米科学中心研讨员魏志吉祥项目研讨员邓丹团队关于大分子量受体G-Trimer的最新效果。该研讨集成非卤溶剂易加工、高功率与高安稳性，为有机光伏开展供给了一类新式资料。
新结构分子的规划组成是推进有机电子学开展最重要的驱动力。在有机太阳能电池中，共轭聚合物具有十分杰出的成膜性，但一起存在组成不可控和批次差异性大等缺陷，导致资料和器材重复性欠佳，是其商业化进程中的重要瓶颈。
共轭小分子结构清晰，处理了组成可控性和批次差异性问题，但却带来新的应战，特别是电荷输运激烈依靠结晶性和最佳活性层描摹难以取得，然后影响了器材功能和安稳性。
针对小分子和聚合物存在的优势和缺乏，国家纳米科学中心研讨员魏志吉祥项目研讨员邓丹等开展了介于小分子和聚合物的“N-π-N”型二聚体，将高功率的小分子N型受体资料经过共轭基团连接起来，该新式二聚体资料结合了小分子和聚合物各自的优势，到达18.2%的器材功能，远高于对应小分子（16.2%）和聚合物（15.8%），并表现出更为优异的光、耐热性。
为进一步进步受体资料的非卤溶剂加工功能和器材功率，该团队在前期工作基础上，以Y型受体为结构单元，规划组成兼具高分子量与星形低偶极矩结构的巨型三聚受体资料G-Trimer。该资料将集合驱动力从传统强偶极效果调整成高分子量间强相互效果，有用调控了受体分子在非卤溶剂邻二甲苯中的预集合及成膜过程中的拼装行为，然后完成了非卤溶剂的优异加工功能和器材功率的打破。以传统聚合物PM6为给体资料，新式G-Trimer为受体资料的正向小面积刚性器材在邻二甲苯加工下取得了超越19%的能量转化功率，在空气中狭缝涂布法刮涂制备的1平方厘米柔性大面积反向器材取得14.25%的功率，且46.2平方厘米柔性大面积模组的能量转化功率可保持在13.25%，以上功率均为迄今为止报道的无卤溶剂加工的最高值。
此外，根据G-Trimer的反向器材表现出优异的热安稳性，在80℃继续加热4500小时，可维持近90%的初始功率。与线型二聚体和比较，该资料在邻二甲苯溶液中表现出温度依靠的预集合特性，并能影响PM6的预集合。前者促进了受体的有序集合，后者利于PM6的有序堆积和纤维描摹的生成，降低了薄膜的能量无序度，利于电荷寿数的进步。在低电荷别离驱动力情况下，其存在高效局域激子介导和离域激子介导共存的双空穴搬运机制，然后明显促进了低驱动力下的电荷发生功率，极大的进步了光子利用率。此外，其高玻璃化转变温度也让器材表现出优异的热安稳性。
“因而，G-Trimer能一起进步绿色溶剂的加工功能、有机太阳能器材的功率和安稳才能，为商业化光伏受体资料的规划供给了重要辅导。”邓丹说。
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