揭示有机光伏器件的分子结构、形貌、宏观性质、器件性能之间的关系对于发展高性能高效率光伏器件非常重要。

有鉴于此，浙江大学左立见、陈红征等报道对目前性能最优的四种非富勒烯受体（NFA）组装形成有机能电池器件，系统的考察其中有机分子的结构、形貌、宏观性质、器件性能之间的关系。

本文要点：

（1）

作者发现非富勒烯受体（NFA）的共拓展共轭结构有助于提高和改善电荷分离性能、降低非辐射损失，同时发现分子的不对称端基位点能够更好改善以上两点。

另外一个方法能够通过调控烷基链优化。通过缩短烷基侧链，端基位点堆叠效果更好，同时π-π的距离降低，因此实现了更高的载流子迁移率和电荷收集效率。

（2）

通过有效的分子结构优化和改善宏观的分子排列情况，PM6:BTP-S9结构有机光伏器件的性能达到17.56 %（认证效率达到17.4 %），填充因子高达78.44 %。这个效率是目前不对称有机太阳能光伏电池器件的最好的一类。

本文研究结果说明结构-性能之间的重要关系，为分子设计、发展高性能有机光伏器件提供经验。

参考文献

Li, S., Zhan, L., Yao, N. et al. Unveiling structure-performance relationships from multi-scales in non-fullerene organic photovoltaics. Nat Commun 12, 4627 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-24937-5

https://www.nature.com/articles/s41467-021-24937-5