AMCDLab詹传郎教授团队在不对称非富勒烯电子受体材料设计合成方面取得新进展，成果发表于《Small》
随着Y系列小分子受体材料的不断发展，有机太阳能电池的功率转换效率 (PCE) 已突破21%，但由于载流子传输性能较差，能量损失较大，长期稳定性不足等缺点，有机太阳能电池的PCE仍然低于无机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池，寻找既能提升效率又能提升稳定性的解决方案，依然是太阳能电池领域的一大挑战。其中，设计合成不对称的活性层非富勒烯小分子受体是一种可以提升有机太阳能电池PCE的有效策略。
近日，AMCDLab詹传郎教授课题组在Small期刊上发表了题为 “3-Benzofuranone based asymmetric guest nonfullerene acceptors for reduced voltage loss” 的研究文章。内蒙古师范大学硕士研究生朱甜甜为论文第一作者，共同第一作者分别为内蒙古师范大学硕士研究生吴纪初和安徽师范大学博士研究生高傲。内蒙古师范大学詹传郎教授和安徽师范大学陆洲教授为共同通讯作者。该论文在形貌表征方面分别得到了香港中文大学路新慧教授课题组和山西师范大学张静副教授的支持和帮助。丹麦奥尔堡大学和中丹教育研究中心的于冬宏副教授为研究提供合作支持。
在本文中，主要研究内容为在有机太阳能电池 (Organic solar cells, OSCs) 活性层受体材料中引入含呋喃-氧的3-苯并呋喃酮 (BF) 及其单氟化衍生物5-氟-3-苯并呋喃酮 (BF-F-5) 和6-氟-3-苯并呋喃酮 (BF-F-6)，将三者分别与IC-2F (2-(5(6)-氟-3-氧代-2,3-二氢-1H-茚-1-亚基)丙二腈) 作为非富勒烯受体材料的端基构建新的不对称小分子受体ZHY1、ZHY2和ZHY3。然后将三个分子分别作为第三组分 (0.03 in wt/wt) 添加到PM6:BTP-eC9二元体系中制备三元OSCs，与二元OSC相比，三元OSCs的PCE均得到了提升，PM6:BTP-eC9:ZHY3基OSC获得了19.5%的PCE。这主要归因于ZHY1, ZHY2和ZHY3客受体的加入减小了二元给受体相PM6和BTP-eC9的π-π堆积距离并增加了晶体相干长度 (CCL)，从而加速电荷分离，延长激子寿命，减少非辐射能量损失，提高电荷迁移率，提高电荷提取率和收集率，抑制单分子和双分子复合，最终实现了光伏性能和器件稳定性的同时实现。
相关工作最新发表于《Small》(DOI: 10.1002/smll.74096) 上，题为 ：3-苯并呋喃酮基不对称客非富勒烯受体用于降低电压损失。
《Small》于2005年创刊，是Wiley出版社旗下的国际知名纳米材料与微观材料领域期刊，主要刊载纳米与微观层面材料科学领域研究成果，涵盖化学、能源、物理与材料科学、工程、以及生物医学和生命科学领域。目前，该期刊影响因子为11.8，JCR为Q1区，中科院分区为2区。
上述研究工作得到了中国国家自然科学基金（编号：22473002和62504129）、内蒙古自治区自然科学基金会（编号：2022ZD04和2025QN02042）、“英才兴蒙”团队项目（编号：2025TYL06）、内蒙古自治区高校国际合作项目（GHXM-001）、安徽省大学年度科研计划（编号：2022AH010013）的资助。
全文链接：http://doi.org/10.1002/smll.74096