非稠环小分子受体材料的研究进展_孙恒.pdf

Chem.J.Chinese Universities,2023,44(7),2023007620230076(1/20)CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES高 等 学 校 化 学 学 报综合评述非稠环小分子受体材料的研究进展孙恒，张鹏宇，张英楠，詹传郎（内蒙古师范大学化学与环境科学学院,先进材料化学与器件内蒙古自治区高等学校重点实验室,呼和浩特 010022）摘要 近年来,具有刚性稠环结构的非富勒烯受体的出现促进有机太阳电池迅速发展,其光电转换效率已经突破了19%.与稠环结构受体相比,非稠环受体因其分子结构相对简单、合成步骤相对较少以及合成相对容易等优点,近年来受到了广泛关注.自2017年以来,非稠环受体材料家族已经扩展到了100个分子以上,光电转换效率也从最初的4%提高到了16%,其研究前景广阔.本综合评述根据这类分子非稠环骨架的结构特征,将其分为完全非稠环和A-D-Cn-D-A型非稠环两大类,从非稠环骨架和侧链两个角度来关联分子结构与材料性能及光伏性能之间的构效关系,重点聚焦非稠环骨架结构、分子内非共价相互作用及侧链结构对能级、带隙和器件性能的调控,从开路电压、短路电流和填充因子3个方面对这类材料的未来发展进行了展望.关键词 有机太阳电池；非富勒烯；非稠环；侧链工程；非共价相互作用中图分类号 O646 文献标志码 A doi：10.7503/cjcu20230076Recent Progress in Non-fused Ring Small-molecule Acceptor MaterialsSUN Heng，ZHANG Pengyu，ZHANG Yingnan，ZHAN Chuanlang*（Key Laboratory of Advanced Materials Chemistry and Devices（AMC&DLab）of the Department of Education of Inner Mongolia Autonomous Region，College of Chemistry and Environmental Science，Inner Mongolia Normal University，Hohhot 010022，China）Abstract The invention of non-fullerene acceptors with rigid and fused ring structures has pushed a rapid progress in the field of organic solar cells.The power conversion efficiencies（PCEs）have exceeded 19%.Compared with the fused ring structures，the non-fused ring acceptors have recently received increasing attention due to their relatively simple structures and synthesis.Since 2017，the molecular library of non-fused ring acceptors has extended up to more than 100 molecules and the PCEs have rapidly increased from the initial 4%to the recent 16%.In this review，we classified these molecules into fully non-fused ring acceptors and A-D-Cn-D-A type non-fused ring acceptors，according to the non-fused ring backbone structural features.We correlate the molecular structures and the optical，electrochemical and photovoltaic properties from the aspects of non-fused ring backbone structures and side chain engineering.In particular，we focus on that the non-fused ring backbone structures，intramolecular non-covalent interactions and side chain engineering finely tune the materials energy levels and bandgaps and photovoltaic performance.We also give suggestions to overcome the factors that limit the increase of solar cell performance.Keywords Organic solar cell；Non-fullerene；Non-fused ring；Side chain engineering；Non-covalent interaction收稿日期：2023-02-20.网络首发日期：2023-03-23.联系人简介：詹传郎,男,博士,教授,主要从事激子材料化学与器件领域的研究.E-mail:基金项目：内蒙古科技攻关项目(批准号:2020GG0192)、内蒙古自然科学基金(批准号:2022ZD04)、内蒙古师范大学(批准号:112/1004031962)和内蒙古自治区研究生教育创新计划项目(批准号:S20210274Z)资助.Supported by the Department of Science and Technology of Inner Mongolia,China(No.2020GG0192),the Natural Science Foundation of Inner Mongolia,China(No.2022ZD04),the Inner Mongolia Normal University,China(No.112/1004031962)and the Inner Mongolia Autonomous Region Postgraduate Research Innovation Fund,China(No.S20210274Z).CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES高 等 学 校 化 学 学 报综合评述Chem.J.Chinese Universities,2023,44(7),2023007620230076(2/20)溶液可加工的有机太阳电池（Organic solar cells，OSCs）因其重量轻、柔性、半透明等优点而广受关注.其活性层的混合方式可分为双层异质结和本体异质结.经过多年的研究，高效的受体材料逐渐突破了以往激子扩散距离的限制，因此除了给受体共混的本体异质结，目前，准平面异质结、伪-平面异质结、顺序沉积等活性层结构接近于双层的器件也取得了和本体异质结器件相当的高效率.与富勒烯相比，低带隙的非富勒烯受体（Non-fullerene acceptors，NFAs）结构可裁剪性高，因此其吸收光谱、带隙、能级及-堆积结构可以大范围地加以调控，有力地促进了能量转换效率（Power conversion efficiencies，PCEs）的提升13.A-D-A（D和A分别为电子给受体单元）型低带隙NFAs包括ITIC系列 其单结有机光伏（OPV）实现了 16%的光电转换效率（PCE）4，5以及 Y 系列 单结器件的 PCE 超过了 19%68.这两类高效的稠环电子受体（Fused ring electron-acceptors，FREAs）材料的共同结构特点是中心D单元具有阶梯型稠环结构，并通过碳碳单双键与两个末端A单元形成共轭骨架结构（图1）.A-D-A结构中，中心D单元发挥着以下几个关键作用：（1）共平面的刚性稠环结构是调控能级、吸收和带隙的关键.通过稠环-体系的扩展9、硒吩取代10、端基卤化11，12等策略可以有效地调节分子的能级与带隙，促进电荷分离与传输，整体提升电池器件性能.（2）D单元的并环结构决定了受体材料侧链的分布位点与方式，是实施侧链工程的关键.如，通过在IDT（引达省并二噻吩）和IDTT（引达省并二噻吩并 3，2-b 噻吩）中的并环戊二烯上的sp3-C引入正交侧链来调节ITIC类受体材料的溶解度和聚集性能13，14.再如，通过在Y6的并吡咯-N上引入烷基侧链以及在并二噻吩的-位引入侧链来精细调节受体材料的溶解度、聚集性能以及电荷分离与传输性能15，16.（3）D单元的稠环结构决定了分子采取的形状（香蕉型、直线型或Z-型），对分子端基的聚集结构及方式有决定性影响.如Y6类分子的香蕉型形状与其对称性的稠环结构密切相关17.而当稠环的对称性并环结构变为不对称的并环结构，如在苯并噻唑两边通过并吡咯分别并一个并二噻吩和一个并噻吩时，分子变为Z-型.相应地，分子的晶体堆积结构也发生了显著的改变18.（4）Y系列分子外侧侧链的存在，可以限制端基单元绕CC键旋转而产生构像异构体，改善端基堆积的有序性，降低带尾缺陷态密度19，20.Fig.1Schematic diagrams of the structural differences between FREAs such as ITIC and Y6 vs.NFREAs such as DFPCIC and o4TBC2FHTL and ETL are the hole transporting layer and electron transporting layer,respectively.CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES高 等 学 校 化 学 学 报综合评述Chem.J.Chinese Universities,2023,44(7),2023007620230076(3/20)然而，并环的合成往往涉及多步反应，导致总产率低、合成成本高，这不利于未来的商业应用.近年来，非稠环受体材料受到了越来越广泛的关注.如图1所示，将稠环受体中间D单元的并环结构剪开后，形成了由数个简单的芳香单元通过CC键偶联得到的一类非稠环受体材料（Non-fused ring electron-acceptors，NFREAs）.如，Chen等21报道的DF-PCIC（SM26）与PBDB-T组合获得了10.17%的效率.Bo等22以四聚噻吩为中间D单元，通过设计四聚噻吩中间两个噻吩单元3，3-位上的侧链结构，合成了o-4TBC-2F（SM20），其与PBDB-T组合获得了10.26%的效率.与稠环受体相比，非稠环受体具有结构简单、易于合成的优点.通常，CC单键连接的结构比稠环结构更容易构建，使得这类受体分子合成的复杂性和成本有望大大降低.同时，与稠环受体一样，非稠环受体的吸收光谱、能级和分子堆积方式也可以通过骨架结构、侧链工程以及端基工程等手段加以精细地调节.因此，近年来，非稠环受体的效率得到了快速的提升2325.然而，与平面刚性的稠环受体不同，非稠环受体可以绕 CC单键发生旋转，使得分子产生构像异构体，产生扭曲构型而破坏分子骨架的共平面性，进而影响到受体分子聚集的有序性、电荷分离与传输性能，降低材料的光电学性能及光电转换效率.为了解决这个问题，研究人员提出通过引入不同的官能团形成分子内的非共价相互作用（如OS，NS，HS和NS等）26或引入空间位阻效应27来锁定非稠环受体的构像.通过这些相互作用，可以有效地限制单键的旋转，实现了有序的分子堆积和高效的电子传输，进而在实现器件性能提升的同时降低合成成本，得到高效的非稠环受体材料.此外，基于上述非稠环小分子（SM）受体材料所展示出来的优势，Duan等28以苯并三氮唑为中心核单元，以环戊二噻吩为D单元，IC-Br为A单元，并以噻吩并 3，2-b 噻吩为共聚单元，合成了非稠环聚合物受体PBTz-TT，其与PBDB-T组合获得了6.85%的PCE；通过在苯并三氮唑的5，6-位引入F原子，合成了PFBTz-TT，并获得了10.14%的PCE.之后，通过在 IC端基上的5-位或6-位引入Br原子，并以噻吩为共聚单元，合成了PFBTz-T-和PFBTz-T-，分别给出了9.72%和0.52%的PCE29.这表明，将非稠环小分子受体材料的设计理念应用到聚合物材料的合成中，是开发低成本高性能聚合物受体材料的有效策略，同样也表明了非稠环小分子受体材料具有广阔的发展前景.本综合评述将近年来报道的非稠环电子受体分为完全非稠环（Fully non-fused ring electron-acceptors，FNFREAs）和Cn型非稠环两大类，前者是指由噻吩/苯交替偶联或由寡聚噻吩构成的一类非稠环受体，后者是指由数个相对简单的并环结构通过CC单键偶联形成的A-D-Cn-D-A型非稠环受体，C表示Central，既可以是电子给体也可以是电子受体单元，n表示并环的个数.通过聚焦分子共轭骨架的结构变化以及侧链和端基的结构变化，关联分子结构-材料性能-光伏性能，为设计高性能非稠环受体材料提供参考.同时，也对非稠环受体的空穴转移动力学过程进行了综述.最后，对目前非稠环受体研究所遇到的问题进行了展望.1 完全非稠环受体在稠环电子受体中，可以通过调节稠环单元及侧链结构来精细调节受体材料的能级、吸收、堆积方式、溶解度及结晶性等.相比之下，在完全非稠环受体中，噻吩/苯单元由碳碳单键连接，因此，控制碳碳单键的旋转使之形成共平面的分子骨架结构是设计合成高效率完全非稠环受体材料的关键.如图2所示，在噻吩和苯交替偶联形成的非稠环骨架中，可以通过在苯环的2，5-位上引入烷氧基侧链，利用烷氧基氧与噻吩3-位CH或S间形成的CHO或OS非共价相互作用提高骨架共平面性.Chen等30通过将两个噻吩与2，5-二烷氧基苯偶联形成非稠环骨架，然后与IC端基偶联合成了SM1.该分子的LUMO能级为3.84 eV（表122，27，3041），与PBDB-T共混的器件给出0.97 V的开路电压（VOC）.在此基础上，Chen等31，32通过在噻吩4-位上引入侧链调节分子堆积的有序性，并用IC-2F取代IC来降低LUMO能级和带隙，合成了SM2SM5.其中，正己基取代的SM3具有更好的分子堆积有序性和更低的能量损失，与PBDB-TF共混，获得了16.73 mA/cm2的短路电流密度（JSC）和10.27%的PCE；当将IC-2F换成IC-2Cl得到了SM6，与PBDB-TF共混得到的器件具有更大的JSC（19.01 mA/cm2）和更高的CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES高 等 学 校 化 学 学 报综合评述Chem.J.Chinese Universities,2023,44(7),2023007620230076(4/20)填充因子（FF，72.17%），得到了12.76%的PCE.为了降低带隙，Huang等33将两个联二噻吩单元与苯共价偶联形成非稠环骨架，同时，在与苯的1，4-位直接相连的噻吩4-位上引入2，6-二辛基苯为侧链、以IC-2F或IC-2Cl为端基合成了SM7和SM8.与分子SM1SM6相比，带隙降低到1.48 eV，以PBDB-TTable 1Optical,electrochemical and photovoltaic properties of FNFREAsNo.12345678910111213141516171819202122232425AcceptorSM1SM2SM3SM4SM5SM6SM7SM8SM9SM10SM11SM12SM13SM14SM15SM16SM17SM18SM19SM20SM21SM22SM23SM24SM25ICTPPTICHPTICPTICOPTB4FPTB4ClPhO4T1PhO4T2PhO4T3TPT4FTPT4ClATO1ATO2ATO34T14T24T34T42T2SeFo4TBC2F4TOEHA4T16A4T3A4T26LWout2FEHOMO/ELUMO（eV）-5.56/-3.84-5.62/-3.80-5.59/-3.81-5.48/-3.66-5.87/-3.89-5.91/-3.93-5.53/-3.94-5.62/-4.07-5.58/-4.09-5.81/-3.97-5.90/-3.99-5.52/-3.88-5.39/-3.90-5.37/-3.95-5.71/-4.09-5.85/-4.02-5.86/-3.98-5.85/-3.86-5.52/-3.83-5.63/-4.00-5.47/-3.94-5.67/-3.96-5.63/-3.97-5.65/-3.83-5.59/-3.89Eoptg/eV1.631.601.531.561.651.581.481.441.411.691.671.461.281.221.471.541.521.601.441.471.441.451.491.461.41DonorPBDBTPBDBTFPBDBTFPBDBTFPBDBTFPBDBTFPBDBTPBDBTPBDBTPBDBTFPBDBTFPCE10PCE10PCE10PBDBTPBDBTPBDBTPBDBTPBDBTFPBDBTPBDBTPBDBTFPTVTTPBDBTFPBDBTh/e（10-4 cm2V1s1）0.964/0.2032.3/1.11.2/0.431.7/0.170.0353/0.07820.765/0.8620.63/0.211.13/0.975.85/5.8713/2315/164.75/0.1773.00/0.2142.86/1.342.15/0.5011.42/0.6882.62/1.551.15/0.4214.56/1.173.12/3.781.08/1.033.0/2.97.53/1.091.98/1.442.81/2.51VOC/V0.970.920.931.010.940.930.8590.8410.8391.001.040.740.700.620.840.820.810.940.8750.760.850.8760.8220.8850.84JSC/（mAcm2）8.29 8.2216.7312.6014.5519.0120.7121.4923.0313.3615.77 7.3110.5017.6312.7015.6817.2714.2720.6320.4821.7821.823.5318.922.78FF（%）55.0054.0066.0052.0051.4872.1754.4665.9171.2157.0062.0060.0054.0059.0051.7170.3272.4561.8266.9065.7065.0079.8073.7072.3067.23PCE（%）4.43 4.0810.276.627.0412.76 9.6911.9113.76 7.6710.16 3.31 4.06 6.59 5.53 9.0910.15 8.2712.1710.2612.1215.214.2612.1012.83Ref.30313131323233333334343535353636363637223827394041Fig.2Chemical structures of FNFREAsCHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES高 等 学 校 化 学 学 报综合评述Chem.J.Chinese Universities,2023,44(7),2023007620230076(5/20)为给体材料，JSC分别提高到20.71和21.49 mA/cm2；当用NC-2Cl取代IC-2Cl后，进一步降低了带隙（1.41 eV），JSC提高到23.03 mA/cm2，同时，FF提高到了71.21%，得到13.76%的PCE.Li等34用3，4-二氟噻吩、烷氧基苯及4-己基噻吩为基元，通过交替偶联引入CHF，CHO或OS非共价相互作用，形成了共平面的非稠环骨架，并与IC-2F或IC-2Cl偶联得到了SM10和SM11.氯代的分子堆积更有序，并表现出更强的发光性能，与PBDB-TF共混的器件给出了1.04 V的VOC和10.16%的PCE.与苯相比，噻吩的芳香性降低.在分子骨架中引入噻吩单元后，骨架具有更强的给电子能力和 电子离域能力，同时，噻吩单元的引入也有利于醌式结构的形成，提高分子骨架的共平面性.如表1所示，当用寡聚噻吩取代噻吩/苯交替偶联结构作为非稠环骨架后，受体分子的带隙可以由1.411.67 eV调节到1.221.60 eV，太阳电池的JSC得到了提升.如图2所示，Chen等35通过改变异辛氧基在三聚噻吩上的位置，调节分子内OS非共价相互作用，合成了SM12SM14.与SM12和SM13相比，SM14有4个OS相互作用，具有更强的结晶性、更窄的带隙和更好的溶解度，与PCE10共混可以形成更小的畴尺寸和更紧密的-堆积，器件具有较高的电子迁移率（e），PCE为6.59%.Bo等36通过在四聚噻吩的3，3，4，4-位上引入2-乙基己基或正辛基侧链来调节分子的溶解度（SM15SM18），其中，用4个2-乙基己基取代的SM17分子具有高达158 mg/mL的溶解度，与PBDB-T组合形成的器件给出72.45%的FF和10.15%的PCE.Zhang等37通过用2个硒吩取代四聚噻吩中的2个噻吩单元后，受体分子（SM19）的带隙降低到1.44 eV，JSC提高到20.63 mA/cm2，与PBDB-TF共混得到了12.17%的PCE.Bo等22通过在四聚噻吩的3，3-位上引入邻位/间位己氧基苯来调节四聚噻吩的共平面性，其中，邻位己氧基苯（SM20）可以给出共平面性更好的分子骨架，与PBDB-T共混后具有更高的迁移率和较低的能量损失，获得了10.26%的PCE.他们将己氧基换成甲氧基，同时在噻吩的3，4-位上引入2-乙基己氧基侧链得到受体材料（SM21），其带隙降低到1.44 eV，同时，非辐射能量损失降到0.25 eV，VOC达到0.85 V，获得了12.12%的PCE38.Hou等27在四聚噻吩3，3-位上引入2，4，6-三异丙基苯基侧链，通过密度泛函理论（DFT）计算表明，引入的2，6-二异丙基苯基侧链与寡聚噻吩骨架之间的二面角为89.9，而噻吩骨架的二面角接近于0.因此他们在四聚噻吩3，3-位上引入2，4，6-三异丙基苯基侧链，同时在3，3-位上引入2-乙基己基侧链合成了SM22，其LUMO能级为3.96 eV，带隙为1.45 eV，与PBDB-TF共混，其VOC为0.876 V，JSC为21.8 mA/cm2，FF高达79.8%，实现了15.2%的PCE.当将3，3-位上的2-乙基己基侧链换成3-乙基庚基后（SM23），与PTVT-T共混形成的器件给出23.53 mA/cm2的JSC和14.26%的PCE39.Hou等40在四聚噻吩的4，4-位上引入2，4，6-三异丙基苯基侧链，并在4，4-位上修饰正十二烷基得到了SM24，与PBDB-TF 组合，获得了0.885 V的VOC、72.3%的FF和12.1%的PCE.Bo等41在四聚噻吩的4，4-位上引入二（4-甲基苯基）氨基侧链，并在3，3-和4，4位上修饰辛氧基侧链得到受体分子（SM25），其带隙为1.41 eV，与PBDB-T共混，获得了22.78 mA/cm2的JSC和12.83%的PCE.2 A-D-Cn-D-A型如图3所示，非稠环受体的骨架结构由中心核Cn及其两侧共价偶联的稠环型D单元形成，并与端基A单元偶联形成非稠环受体分子.在这类分子骨架中，中心核Cn的结构决定了稠环骨架和受体分子骨架的电子共轭结构、分子构型以及受体分子的聚集结构，特别是端基的聚集结构，因而影响了活性层中的电荷分离与载流子传输性能.以中心核单元的并环个数来对这类分子进行分类：（1）按照中心核单元的吸电子能力和给电子能力的强弱顺序来关联分子结构与性能之间的构效关系；（2）将中心核单元与其两边D单元的偶联方向设定为x方向，则中心核单元即可沿x轴方向也可沿y轴方向进行并环拓展，如此，中心核C单元由一个简单芳香环（苯/噻吩）以及2个、3个、4个并环结构构成，形成了C1型、C2型、C3型和C4型4类非稠环受体材料.已报道的非稠环受体D单元由苯、噻吩、并二噻吩、环戊二噻吩、二噻吩并硅咯、二噻吩并吡咯和二噻吩并吡喃等构成，而A单元由CT，IC及其衍生物和NC等构成.CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES高 等 学 校 化 学 学 报综合评述Chem.J.Chinese Universities,2023,44(7),2023007620230076(6/20)2.1C1型图4给出了A-D-C1-D-A型非稠环受体的结构设计思路，其由苯或噻吩的衍生物作为中心核C1单元来偶联两边的稠环D单元，形成非稠环骨架.通过在苯的2，4，5，6-位上或噻吩的3，4-位上引入氟、烷基和烷氧基等侧链来形成分子内非共价相互作用，调节非稠环骨架的共平面性.2.1.1苯衍生物中心核Chen等21，42以2，5-二氟苯为中心核单元、环戊二噻吩为D单元，并以IC及其卤代或烷氧基衍生物为A单元合成了PCIC系列分子（SM26SM28）（图5），研究了端基A单元取代基的变化对这类分子光伏性能的调控作用.这系列分子的带隙在1.481.59 eV之间，LUMO能级约为3.8 eV，与PBDB-T或PBDB-TF组合，获得了0.9 V的VOC，72%的FF和10%12%的PCE.将端基换成NC后（SM29），也获得了11.63%的PCE43.Chen等44以2，3，5，6-四氟苯为中心核单元以及IC-2F为端基得到受体材料（SM30），其带隙为1.59 eV，与PBDB-TF组合给出了73.37%的FF和9.09%的PCE；以Fig.4Chemical structures of building blocks used in constructing ADC1DA type NFREAsFig.3Structural diagram of ADCnDA type NFREAs conjugated with the central units(Cn)and two electrondonating(D)units to form the nonfused ring backbone further conjugated with the endgroups(A)The NFREAs were classified into four categories（C1，C2，C3 and C4）according to the fused ring numbers.The chemical structures of Cn，D and A units are shown in the figure.CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES高 等 学 校 化 学 学 报综合评述Chem.J.Chinese Universities,2023,44(7),2023007620230076(7/20)2，5-二氟-3，6-二甲氧基苯为中心核单元的受体材料（SM31）的带隙为1.48 eV，给出了8.36%的PCE.Peng等45以2，5-二氟苯为中心核单元，以DTP（5，5-双（4-己基苯基）-5H-二噻吩并 3，2-b 2，3 d 吡喃）为 D 单元，以 IC-2F 为 A 单元，合成的受体分子（SM32）与 PBDB-TF 组合获得了 0.91 V 的 VOC和10.66%的PCE.将中心核单元2，5-二氟苯换成2，5-二烷氧基苯，并和环戊二噻吩及IC或IC-2F偶联得到了一系列非稠环受体材料（SM33SM40）（UF46和DOC47系列）.与PCIC系列受体材料相比，这一系列受体材料具有更低的带隙（1.371.44 eV vs.1.481.59 eV），以PBDB-T和J52为给体材料，部分分子可以给出20 mA/cm2以上的JSC，这类分子的效率在9.32%13.56%之间（表221，42101）.Kim等48以2，5-二（2-乙基己氧基）苯为中心核单元，与环戊二噻吩及单甲基取代的IC偶联得到的分子（SM41）与P3HT组合获得了0.77 V的VOC、16.52 mA/cm2的JSC、65%的FF以及8.17%的PCE.Huang等49将端基改为NC-2F，所合成分子（SM42）与J52组合给出了25.25 mA/cm2的JSC和14.53%的PCE.Bo等50以邻二烷氧基苯为中心核单元，通过改变烷氧基链的结构，合成了3个分子（SM43SM45）（o-DOC系列），给出了0.88 V的VOC、18 mA/cm2的JSC、70%的FF以及10.811.9%的PCE51.他们将环戊二噻吩换成二噻吩并硅咯，以 IC-2Cl为端基，合成的受体（SM46）与PBDB-T组合获得了11.29%的PCE.Tang等52将环戊二噻吩换成二噻吩并吡咯，并以IC-2F为端基得到的受体（SM47）给出了8.34%的PCE.Bo等53以2-氟-5-（2-乙基己氧基）苯为中心核单元、环戊二噻吩为D单元及IC-2F为A单元得到 了受体材料（SM48），其带隙为1.43 eV，与PBDB-T组合得到了72.1%的FF和12.36%的PCE.Ma等54以 2-氯-3-甲氧基苯为中心核单元所得受体材料（SM49）的带隙为 1.54 eV，与 PBDB-TF 共混给出Fig.5Chemical structures of ADC1DA type NFREAsCHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES高 等 学 校 化 学 学 报综合评述Chem.J.Chinese Universities,2023,44(7),2023007620230076(8/20)Table 2Optical,electrochemical and photovoltaic properties of NFREAsNo.1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950AcceptorSM26SM27SM28SM29SM30SM31SM32SM33SM34SM35SM36SM37SM38SM39SM40SM41SM42SM43SM44SM45SM46SM47SM48SM49SM50SM51SM52SM53SM54SM55SM56SM57SM58SM59SM60SM61SM62SM63SM64SM65SM66SM67SM68SM69SM70SM71SM72SM73SM74SM75DFPCICFOPCICHCPCICDFPCNCOFPCICHFOPCICDTPinFUFPr2FUFiBu2FDOC6ICDOC8ICUFC8FUFC2C52FDOC2C6ICUFEH2FCPDTICMeBN2FoDOC62FoDOC82FoDOC2C62FSiOC2C64ClDBD4FFOC2C62FICCl4FPCBMC6PCBMC10DBT4FDBTHDDTPBT84FHFTCICC6OT4FThPF-4FoTTClQOC64ClQOD2ClQOS2ClQCIC3UFQx2ClBTCICBTCIC4ClBTFBFC4FBTOR-IC4FBCDT4FBCDT4ClWHC1TOCR2BTC64FffBTzHDNoCA1EHOMO/ELUMO（eV）-5.49/-3.77-5.49/-3.75-5.54/-3.87-5.42/-3.81-5.66/-3.86-5.50/-3.81-5.53/-3.92-5.41/-4.02-5.46/-4.09-5.33/-3.72-5.36/-3.71-5.45/-4.10-5.46/-4.07-5.38/-3.73-5.49/-4.11-5.30/-3.48-5.39/-3.99-5.49/-3.83-5.54/-3.85-5.52/-3.84-5.48/-3.79-5.55/-3.74-5.51/-3.84-5.51/-3.97-5.26/-3.84-5.27/-3.84-5.67/-3.87-5.63/-3.95-5.71/-3.96-5.43/-3.83-5.36/-4.03-5.49/-4.02-5.70/-3.91-5.62/-3.87-5.62/-3.81-5.61/-3.77-5.52/-3.89-5.55/-3.89-5.54/-4.00-5.64/-4.12-5.41/-3.70-5.54/-3.82-5.92/-4.23-5.46/-3.86-5.47/-3.88-5.64/-4.29-5.59/-4.02-5.56/-3.86-5.71/-4.09-5.45/-3.88Eoptg/eV1.591.591.481.541.591.481.501.391.381.431.391.351.391.441.371.461.401.511.501.481.391.381.431.541.431.411.431.381.441.441.331.341.491.451.431.421.381.291.361.311.331.451.371.401.381.351.291.431.401.43DonorPBDBTPBDBTPBDBTFPBDBTPBDBTFPBDBTFPBDBTFJ52J52PBDBTPBDBTJ52J52PBDBTJ52P3HTJ52PBDBTPBDBTPBDBTPBDBTPBDBTPBDBTPBDBTFPBDBTPBDBTPBDBTPBDBTPBDBTPBDBTPTB7ThPBDBTD18PBDBTPBDBTPBDBTPBDBTJ52PBDBTPBDBTPTQ10PTQ10PBDBTPBDBTPBDBTPBDBTFP1PBDBTPBDBTFJ52h/e（10-4 cm2V1s1）1.28/0.263.80/4.026.51/1.971.29/0.320.86/0.2515.6/7.422.86/3.592.63/2.090.710/0.1270.629/0.1253.33/2.221.34/1.070.845/0.1852.38/3.091.31/0.9231.27/0.8430.116/0.5311.37/1.114.32/1.871.81/1.162.62/2.301.63/0.682.01/1.135.17/2.957.76/4.890.821/0.7160.833/0.1530.353/0.09960.311/0.06811.14/0.995.34/5.091.78/2.212.18/2.421.41/0.8032.38/1.0922/5.529/6.50.121/0.1381.78/0.5911.34/0.7172.60/2.093.73/3.5415.5/6.34.56/3.595.76/5.2918.5/13.25.61/2.16VOC/V0.910.900.890.860.910.930.910.800.790.910.920.810.800.930.790.770.8130.890.