在中國科學(xué)院和國家自然科學(xué)基金委支持下，中科院化學(xué)研究所高分子物理與化學(xué)實(shí)驗室侯劍輝課題組的姚惠峰等人，開(kāi)展了有機光伏分子化學(xué)結構與電荷產(chǎn)生機理間構效關(guān)系的相關(guān)研究。在前期的工作中(Chin. J. Chem. 2018, 36, 491-494)，研究人員發(fā)現OPV中電子給體和電子受體的分子表面靜電勢(ESP)存在較大差異，促進(jìn)了電荷的高效生成。
最近，姚惠峰等人設計了新穎的聚合物給體材料PTO2，并詳細研究了分子表面ESP對電荷轉移過(guò)程的影響機制。研究結果表明，PTO2與非富勒烯受體材料IT-4F存在顯著(zhù)的ESP差異，相應的分子間電場(chǎng)提供了激子解離的驅動(dòng)力，促進(jìn)了電荷轉移，基于此的電池具有高效的電荷生成效率;而在PTO2與富勒烯衍生物受體的界面，ESP的差異相對較小，電荷轉移需要額外電場(chǎng)的輔助。
此外，研究人員與瑞典林雪平大學(xué)和隆德大學(xué)的合作者在器件和光物理方面開(kāi)展了相應研究，對ESP理論具有重要支撐。該工作建立了分子結構與電荷轉移過(guò)程的聯(lián)系，為高效率光伏材料的設計提供了新思路。相關(guān)研究成果發(fā)表在近期的《美國化學(xué)會(huì )志》(J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7743-7750)上。
