南开大学陈永胜/万相见&苏大陈先凯JACS！ | 扭曲受体抑非辐射损失，二元有机太阳能电池效率破20.6%！

本文针对有机太阳能电池中非辐射能量损失与电流密度、填充因子难以兼顾的关键挑战展开研究。研究团队设计合成了具有中心核扭曲构象的新型受体材料a-Th2Cl和a-Th2Br，通过在中心核引入可旋转卤代噻吩单元，有效抑制了从溶液到薄膜转变过程中的荧光猝灭效应。晶体结构分析显示a-Th2Br形成强烈J-聚集体，理论模拟证实其具有更弱的激发态电荷转移特性和更强的荧光振子强度。当与给体PM6共混时，这两种受体均能形成理想的体异质结形貌，基于PM6:a-Th2Br的二元有机太阳能电池实现了20.60%的光电转换效率（认证效率20.05%），非辐射能量损失低至0.194 eV，同时保持了高短路电流密度（27.67 mA/cm2）和填充因子（81.47%）。该研究为开发高性能、低能量损失的有机光伏材料提供了新思路。