近幾年來，有機(jī)太陽能電池（OSCs）在活性層材料設(shè)計(jì)、器件加工優(yōu)化、穩(wěn)定性提高等方面取得了發(fā)展，特別是功率轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到19%以上，為未來商業(yè)化應(yīng)用提供了保障。Y系列非富勒烯受體的出現(xiàn)，有效提高了OSCs的光伏性能。其中，端基鹵化策略（一般指氟化和氯化）被證實(shí)是調(diào)節(jié)受體光電性能簡單有效的方法，但哪種更好的爭論一直存在。

近日，某研究團(tuán)隊(duì)合成了兩種具有不同缺電子端基的新型受體分子——C9N3-4F和C9N3-4Cl，并分別與高分子主鏈具有不同缺電子基團(tuán)（DTBT和BDD）的兩個(gè)給體（D18和PM6）混合制備二元器件。詳細(xì)的理論計(jì)算和界面結(jié)構(gòu)形貌表征表明，受體的不同端基與給體缺電子基團(tuán)之間具有不同的堆疊距離和結(jié)合能，導(dǎo)致給體/受體分子間混溶性存在差異，對(duì)相分離形貌、電荷輸運(yùn)行為和OSCs器件性能具有明顯影響。

通過AFM、TEM和GIWAXS等形貌表征和激子電荷動(dòng)力學(xué)研究表明，基于D18：C9N3-4F和PM6：C9N3-4Cl的共混膜具有精細(xì)的相分離形貌和優(yōu)異的電荷傳輸性能，而基于D18：C9N3-4Cl的共混膜中分子過度聚集且雙分子復(fù)合嚴(yán)重，基于PM6：C9N3-4F的共混膜中相分離尺寸過小，導(dǎo)致存在陷阱輔助分子復(fù)合。

在經(jīng)過其他三對(duì)已報(bào)道的具有相同共軛中心骨架但端基不同的受體分子驗(yàn)證后（Y6和Y7、Y6-BO和Y7-BO、AsymSSe-2F和AsymSSe-2Cl），研究得到一個(gè)普適性結(jié)論，即基于D18與氟化端基受體和PM6與氯化端基受體的這兩類光伏器件普遍具有優(yōu)異效率、高填充因子和良好穩(wěn)定性?；贒18：C9N3-4F和PM6：

C9N3-4Cl的二元器件效率分別達(dá)到18.53%和18.00%，且在85℃下存儲(chǔ)500 h后仍可保持其初始電池效率的90%。

研究表明，簡單評(píng)判受體分子氟化和氯化策略的優(yōu)劣是不合理的，而選擇合適的給體材料和調(diào)節(jié)給體/受體界面結(jié)構(gòu)可以更大限度地呈現(xiàn)新型設(shè)計(jì)受體分子的光電轉(zhuǎn)換能力，有益于未來高性能且穩(wěn)定的有機(jī)太陽能電池的分子設(shè)計(jì)和材料選擇。