在过去的几年中，新材料的开发推动了有机光伏（OPV）电池的功率转换效率（PCE）迅速提高到超过17％，这显示了该技术在不久的将来的商业化潜力。在此阶段，同时设计具有优异性能和低成本的新材料至关重要。氯化材料正成为具有高PCE的新星，从而形成了一种分子设计趋势，以取代最流行的氟化材料。例如，通过使用氯化的非富勒烯受体，侯剑辉等人设计出单结OPV电池的PCE达到了创纪录的17％。基于最新进展，近日，中科院化学研究所侯剑辉等人综述了关于氯化OPV材料的研究进展，旨在为进一步的分子设计提供指导。

文章要点：

1）基于Cl原子的最基本特征，作者重点介绍氯化材料与氟化物的特征：（1）在调制OPV材料的光学和电学性质方面，氯化比氟化更有效。 。在许多情况下，氯化材料比氟化材料显示出更低的能级和更宽的吸收光谱，这在所得光伏器件中贡献了更高的输出电压和电流密度。（2）Cl具有比F大的原子尺寸。一方面，增强π电子的重叠有利于增强分子间的堆积和结晶性质，从而改善电荷传输。另一方面，如果在骨架或侧链中不适当引入Cl，此特征将导致扭曲的π平面和更大的空间位阻，对相应材料的光伏性能产生负面影响。（3）氯化是一种简单的化学反应，这有可能降低OPV电池的材料成本。

2）作者简要概述了氯化OPV材料，包括聚合物和小分子供体以及非富勒烯受体。讨论了使用氯化材料在各种类型的OPV电池中的光伏性能，例如单结，串联，半透明和室内光光伏电池。例如，超窄带氯化物受体可用于构建高效的半透明半透明OPV细胞，宽带隙氯化材料显示出制造室内光光伏器件的巨大潜力。

3）作者简要讨论了有关氯化OPV材料的当前问题，并强调了氯化在未来发展中的重要性。

Yao, Huifeng, et al, Recent Progress in Chlorinated Organic Photovoltaic Materials, Acc. Chem. Res., 2020

DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00009

https://doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00009