有机半导体薄膜中的高陷阱密度(通常为1016-1018 cm^-3)是有机太阳能电池(OSC)中电荷载流子迁移率低和非辐射复合能量损失大(ΔE_nr)的主要原因，限制了功率转换效率(PCE)的提高。

中南大学Fuwen Zhao、中科院化学所Yuze Lin等通过将非富烯受体(NFAs)的给体核从七环单元扩展到九环单元，有效地降低了OSCs中的陷阱密度。

本文要点：

（1）

具有九环单元的TTPIC-4F具有更强的分子内和分子间相互作用，相对于其对应物BTPIC-4F提供了更高的薄膜结晶度。因此，基于D18:TTPIC-4F的器件实现了4.02×10¹⁵ cm^-3的较低陷阱密度，与一些典型的高性能无机/混合半导体相当，同时具有更高的迁移率和受抑制的电荷载流子复合。

（2）

因此，基于D18:TTPIC-4F的OSC表现出令人印象深刻的17.1% PCE和0.208 eV的低ΔE_nr，这是A-D-A型NFA的最佳已知值。因此，扩展NFA的给体核是抑制高PCEs中陷阱态的有效方法。

参考文献:

Zhou, J., He, D., Li, Y., Huang, F., Zhang, J., Zhang, C., Yuan, Y., Lin, Y., Wang, C. and Zhao, F. (2022), Reducing Trap Density in Organic Solar Cells via Extending Fused Ring Donor Unit of A-D-A-Type Nonfullerene Acceptor for Over 17% Efficiency. Adv. Mater.. Accepted Author Manuscript 2207336.

DOI: 10.1002/adma.202207336 

https://doi.org/10.1002/adma.202207336