我們生活日常離不開太陽，不僅可以促使植物生長，還能為人類供應能源，在光伏能源方面更是極大力度有效的利用太陽能。眾所周知，有機太陽源電池更是作為新一代太陽能電池技術的發(fā)展方向，并備受大家的廣泛關注。本文帶著各位全面介紹能源之全小分子有機太陽能電池。

目前制備高效有機太陽能電池的主流策略是使用聚合物給體和非富勒烯受體材料構建活性層。但聚合物材料在制備過程中通常存在分子量和分散度難以精確控制、難提純、材料的批次穩(wěn)定性差等問題，相應制備的有機太陽能電池效率的重復性降低，不利于大規(guī)模商業(yè)化使用。

而有機小分子的分子量確定，可以精確合成，易于提純，批次穩(wěn)定性好，有利于大規(guī)模制備。因此，全小分子有機太陽能電池具有較高的商業(yè)化使用潛力。但由于全小分子電池給體和受體都為小分子結構，使得其難以形成像聚合物薄膜那樣較為理想的雙繼續(xù)互穿網(wǎng)絡形貌。

過強的給體結晶會使給體與受體嚴重共混，而太弱則不利于給體分子間緊密的π-π堆積，從而降低電荷傳輸。所以全小分子電池中難以調控的相形貌，致使其光電轉化效率一直處于較低水平。

近期，我國科學院寧波材料技術與工程研究所葛子義團隊報道了一種具有13.34%光電轉化效率的非富勒烯全小分子有機太陽能電池，這是目前已報道的全小分子有機太陽能電池的最高效率之一。

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研究發(fā)現(xiàn)使用雙氟原子修飾基于苯并二噻吩(bDT)單元的小分子給體的側基，能有效提升器件電壓，降低分子結晶性，改善相分離形貌;同時氟原子的引入能促使分子間更緊密的π-π堆積，從而使器件的效率獲得顯著提升。

該研究進一步系統(tǒng)分解了不同取代位置和個數(shù)的氟化有關器件性能和分子堆積的影響，發(fā)現(xiàn)單氟取代對小分子的π-π堆積影響較小，并且其緊要通過降低分子的HOMO能級來提升器件性能。

而bDT連接的上下噻吩側基的雙氟化，則有利于形成F-H的非價鍵力用途，分子扭轉角最小，最利于材料的共軛平面堆積，進而得到最高的光電轉化效率。

相關成果以13.34%EfficiencyNon-fullereneAll-Small-MoleculeOrganicSolarCellsEnabledbyModulatingtheCrystallinityofDonorsviaaFluorinationStrategy為題發(fā)表在《德國使用化學》雜志上。目前太陽能還未能更好被人類利用，要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們人類的能源夠人類發(fā)展所需。