在有机太阳能电池(OSCs)中，电子受体经历了多次更新，从最初的富勒烯衍生物，到后来的受体-供体-受体型非富勒烯受体(NFAs)，再到现在的y系列NFAs，其效率已达到19%以上。然而，分子结构设计进一步提高效率的关键特性仍不清楚。本文选取PC71BM、IT-4F和L8-BO作为受体不同发展阶段的代表，对材料性能进行全面扫描。为了比较，设计并合成了BTP-H5的非对称受体和期望的松界激子。结果表明，降低激子固有结合能(Eb)和增强激子离域能力是提高性能的关键。值得注意的是，从PC71BM到BTP-H5的Eb减少了100 meV，相应的，BTP-H5的电子-空穴对距离几乎是PC71BM的两倍。因此，效率从基于PC71BM的OSC的S-Q极限的40%提高到基于BP-h5的OSC的60%，达到19.07%的效率，是二进制OSC的最高值。本工作定量地揭示了激子离域能力对OSCs效率的推动作用，从而为未来的分子设计提供启示。
文献来源:
https://doi.org/10.1002/smll.202403570
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