近期，中國科學院青島生物能源與過程研究所研究員包西昌帶領的團隊，在新型多臂寡聚受體研究中取得進展，開發了兩類多臂寡聚受體3BY和3QY，并通過調節非稠合核心單元的剛柔度，實現了對外圍功能臂的構型及聚集態調控，提高了有機太陽能電池的光伏效率和穩定性。
 

　　與傳統剛性π-稠合核心不同，該研究采用的非稠合結構賦予材料更高的柔性和適應性，減輕了核心單元對寡聚物構型和聚集行為的制約。同時，研究在非稠合中心引入多維非共價鍵分子內相互作用，實現了對分子間堆積及給受體共混動力學更精細的優化。研究顯示，以聚合物PM6為給體，基于3QY的光伏電池PCE達到19.27%(權威驗證效率18.80%)，優于基于3BY器件的性能，是目前已報道的寡聚受體的最高效率。更重要的是，新型寡聚物的大分子尺寸顯著提升了玻璃化轉變溫度，抑制了電池運行時分子擴散速率，增強了光伏器件的穩定性。在80-°C連續加熱條件下，PM6:3QY光伏電池的T80%壽命超過3000小時。
 

　　上述研究明確了多臂寡聚物受體的結構-性能內在關系，提出了基于非稠合核心的新型寡聚受體設計策略，為高效且穩定的有機太陽能電池研究提供了新思路。
 

　　相關研究成果發表在《能源與環境科學》(Energy & Environmental Science)上。研究工作得到國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會會員項目、中國博士后科學基金、山東省博士后創新人才支持計劃等的支持。
 

新型寡聚受體設計策略助力提升有機太陽能電池光伏效率和穩定性