在中国科学院和国家自然科学基金委的支持下，化学所高分子物理与化学实验室侯剑辉课题组的研究人员，长期致力于通过有机光伏材料的分子设计提升电池器件的效率，开展了系列的研究。在前期的工作中(J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 7148; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 3045; Adv. Mater. 2017, 29. 1703080; Adv. Mater. 2018, 30, e1800613)，研究人员系统地研究了卤修饰方法在分子设计优化中的应用，制备了一系列优异的有机光伏材料，在电池器件中取得了效率的不断提升。
最近，研究人员制备了氯修饰的电子受体材料BTP-4Cl，在电池中取得了十分突出的光伏效率：0.09 cm2的小面积电池效率高达16.5%，1 cm2的电池效率依然保持在15.3%，这些结果均是当前领域内报道的最好结果。研究结果表明，相对于氟代材料（BTP-4F）的电池，基于BTP-4Cl电池性能的提升主要源于其具有较低的非辐射能量损耗。该工作证明了光伏材料分子的设计是一种降低非辐射能量损耗的有效途径，为OPV效率的进一步提升具有重要的意义。该工作中，研究人员与国家纳米中心的魏志祥研究员课题组以及瑞典林雪平大学的高峰教授团队在形貌和机理方面开展了密切的合作，相关工作发表在近期的《自然通讯》上（Nat. Commun. 2019, 10, 2515）。
图 基于不同卤代受体材料电池器件的能量损耗
高分子物理与化学实验室
2019年6月18日
