聚合物太阳能电池作凭借轻、薄、柔及可溶液加工等优势，展现出广阔的应用前景。近日，尧山实验室研究人员及其合作者在材料科学大类一区TOP期刊《Chemical Engineering Journal》发表了题为“Rational halogenation on aromatic-core of tethered small molecule acceptors for high-performance polymer solar cells”的研究论文。

链接小分子受体（TSMAs）因其优异的结构灵活性和通过芳香核工程调控分子堆积的能力，成为提升聚合物太阳能电池性能的有效策略。本研究基于卤素原子半径递增（F<Cl<Br）而电负性递减的特性，通过对喹喔啉芳香核进行卤代设计，合成了三种链接二聚体受体TDY-F、TDY-Cl和TDY-Br，系统探究芳核卤代对分子堆积行为的影响。研究表明，芳核单元上引入卤素将对分子间堆积带来显著的空间位阻，尤其是溴原子的引入较大程度上破坏了受体分子本征二维柱状堆积。因此，芳核卤代对分子堆积行为的影响进一步体现在器件性能上，相应的二元有机光伏器件的能量转换效率呈现规律性下降趋势，从基于PM6:TDY-F体系的18.54%依次降至PM6:TDY-Cl体系的18.17%和PM6:TDY-Br体系的17.27%。值得注意的是，得益于较高的Tg和χ值，基于PM6:TDY-Br体系的器件表现出最佳的光稳定性，达到约13700小时的T80。本工作进一步揭示了卤化策略在链接受体分子设计中的优势，为发展高性能光伏材料提供了理论依据。

论文信息：

Yang Bai, Qi Chen, Qingyuan Wang, Shixin Meng, Ze Zhang, Zhi-Guo Zhang, Lingwei Xue *, Liwei Mi *, Yongfang Li. Rational halogenation on aromatic-core of tethered small molecule acceptors for high-performance polymer solar cells. Chem. Eng. J., 2025, 512, 162657.

中科院分区：材料科学大类，一区TOP（IF：13.4）

论文完整链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.162657.