北京大學工學院占肖衛課題組在JACS發文揭示稠環電子受體分子設計中的蝴蝶效應

北京大學工學院占肖衛課題組在非富勒烯受體光伏材料研究中取得新進展，揭示了稠環電子受體分子設計中起始原料的微小差異引發的“蝴蝶效應”，提出了“自下而上”的分子構建策略。

相關工作發表在《美國化學會志》上

（J.Am.Chem.Soc.,DOI:10.1021/jacs.0c09800）。

2006年以來，占肖衛課題組一直緻力于非富勒烯受體材料的研究，創建了以明星分子ITIC為代表的稠環電子受體這一新穎受體體系（Adv.Mater.,2015,27,1170–1174,Google Scholar引用1880次）。

稠環電子受體的分子設計通常采用“自上而下”的策略，即強調最終目标産物的分子結構而忽略起始原料與合成過程的影響。然而，起始原料的細微變化往往會對設計的分子結構、材料的本征性質以及器件的光伏性能産生巨大的連鎖影響。

最近，他們揭示了起始原料的細微差異引發的“蝴蝶效應”，提出了稠環電子受體 “自下而上”的分子設計策略。他們以萘環和不同位點的二甲氧基取代的萘環作為起始原料，設計合成了八并稠環電子受體NOIC系列分子。這類分子具有相同的側鍊和端基以及相似的稠核，卻表現出顯著不同的單晶結構、吸收光譜、能級結構和電子遷移率。由于迥異的本征性質、共混膜形貌和器件電壓損失，基于NOIC系列受體材料的兩組分有機太陽能電池的能量轉換效率差異巨大（7.15%-14.1%）。其中，NOIC2的光伏性能最優，器件的能量轉換效率達到14.1%。

起始原料與稠環電子受體的分子結構及器件性能

占肖衛課題組博士研究生李騰飛是該篇論文的第一作者，占肖衛是通訊作者。合作者包括華南理工大學解增旗課題組、東華大學唐正課題組、蘇州大學張茂傑課題組、美國麻省大學Thomas P. Russell課題組。

該工作得到國家自然科學基金委員會和北京大學加強基礎研究專項等的資助。