有机太阳能电池作为一种前沿的可持续可再生能源技术，具有无限的应用潜力，但效率不足20%的瓶颈问题限制了其进一步发展。同时实现有序的分子排列、合适的晶畴尺寸和减少非辐射重组是克服效率限制的重大挑战和关键。本研究采用了双重策略，包括开发一种新的受体和三元共混来解决这一挑战。合成了一种具有高度有序排列和高最低未占据分子轨道(LUMO)能级的非富勒烯受体SMA。通过将SMA作为客体受体加入PM6:BTP-eC9:SMA三元器件中，观察到SMA错开了供体和受体的液固转变，促进了受体的结晶和有序，同时保持了合适的结构域尺寸。因此，高LUMO SMA的有序增强和掺杂降低了乌尔巴赫能量和非辐射复合。此外，SMA优化了垂直形态，减少了双分子重组。结果，该三元器件的效率达到了20.22%，同时电压、短路电流密度和填充系数都有所提高。值得注意的是，基于塑料基板的柔性器件的稳定功率转换效率达到了18.42%，这是迄今为止报道的最高值。这项研究强调了整合受体材料创新和三元共混技术的协同方法的巨大潜力，以优化体异质结形态和光伏性能。
文献来源:
https://doi.org/10.1002/adma.202406690
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