近日，我院光电材料与器件团队在国际化学顶级期刊Journal of the American Chemical Society（《美国化学学会杂志》）发表了题为“Noncovalent Macrocyclic Encapsulation via Terminal ‘Dynamic Locking’ Enabling High-Performance Nonfused Ring Electron Acceptors”的研究论文。我院青年教师周圆圆为论文第一作者，我院李淼副教授、青岛大学刘亚辉教授、薄志山教授与河南大学宋金生教授为共同通讯作者，河南师范大学为第一作者单位。
非稠环电子受体因结构简单、成本低廉已成为有机太阳能电池的重要研究方向。然而，其C-C单键的自由旋转，容易造成分子骨架扭曲、共轭变差，进而影响电荷传输性能。针对此关键问题，该研究团队提出非共价环包裹的分子设计策略，通过在柔性链的末端引入苯基单元，构筑了新型非稠环受体3TT-Ph1。研究结果表明，末端苯基单元分别形成C-H···π与π-π的非共价相互作用，从而驱动苯基自组装成分子内非共价大环包裹结构。这种独特的结构为核心共轭骨架提供了无扰动的微环境，确保了主链中高效的电荷传输。与此同时，创新的非共价“动态锁定”机制，完美兼顾了材料的溶液加工性能与薄膜形貌调控能力。基于3TT-Ph1器件的光伏性能高达18.40%，这是目前已报道的基于非稠环受体最高的光伏性能之一。
该研究成果是我院在有机太阳能电池研究领域取得的重要进展，为高性能、低成本非稠环电子受体的分子设计提供了新思路，助力有机太阳能电池的产业化发展。该研究得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的支持。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c02488
（材料科学与工程学院 李淼/朱倩倩）