通过精细侧链工程设计新型n型卟啉受体，实现低能量损失且近红外光电响应的高效非富勒烯太阳能电池

摘要： 设计并合成了一系列定制化的高效近红外卟啉基受体，用于无富勒烯体异质结（BHJ）有机太阳能电池（OSCs）。采用PTB7-Th给体与具有互补吸收特性的卟啉受体（P-x）构建BHJ活性层，实现了300至950纳米波段的全光谱光子-电流转换。研究表明，卟啉受体的侧链结构显著影响BHJ活性层的分子排列与纳米形貌。值得注意的是，具有四条十二烷氧基侧链的卟啉受体（P-2）获得了0.80伏的开路电压（VOC）、13.94毫安/平方厘米的短路电流密度（JSC）、64.8%的填充因子（FF）以及7.23%的总光电转换效率（PCE）。这一优异性能归因于其在可见光及近红外区域卓越的光捕获能力、高位LUMO能级、相对较高且更平衡的载流子迁移率，以及更有序的面朝上分子堆积方式——这些特性有利于获得高VOC和JSC。