有机太阳能电池(OSCs)因其轻质、柔性、低成本制造、溶液可加工性以及适合大面积制备等独特优势而受到广泛关注。然而，与硅基和钙钛矿等光伏技术相比，OSCs仍存在明显差距，尤其是其存在显著的能量损失（E_loss），这会对开路电压(V_OC)产生重大影响。E_loss由三部分组成：辐射能量损失（ΔE_r）、电荷转移能量损失(ΔE_CT)和非辐射能量损失(ΔE_nr)。在这三部分能量损失中，ΔE_nr最为关键。它不但与BHJ层的电致发光量子效率(EQE_EL)相关，而且也和光致发光量子产率(PLQY)相关。因此，开发高发光兼高迁移率的电子受体对提高OSC的PCE至关重要。

最近，首都师范大学付红兵教授和安存彬教授团队与广州大学张伟副教授团队合作开发了一种高EQE_EL (1.0×10^-3) 和优异电子迁移率（SCLC, 1.5×10^-4 cm² V^-1 s^-1）的非稠环电子受体材料TT-TCBr。TT-TCBr在溶液的PLQY为9.24%，但是在薄膜状态下的PLQY提升到20.7%。为了进一步探究TT-TCBr这种现象，研究了TT-TCBr在四氢呋喃(THF)/水(f_w)中的PL特性。TT-TCBr在纯THF溶液中表现为弱发光，但随着fw的增大，其发射强度逐渐增大，表明TT-TCBr存在聚集诱导发光效应(AIE)。这是首次报道OSCs中电子受体具有AIE性质。而L8-BO恰恰相反，表现出聚集诱导聚淬灭效应 (ACQ)。

通过制备二元和三元器件对材料性能进行表征。基于D18:TT-TCBr的OSCs实现了13.20%的PCE，具有1.09 V的高开路电压和0.177 eV的低ΔE_nr。将TT-TCBr引入到使用广泛的D18:L8-BO二元OSCs中，使得其E_loss从0.543eV降低到0.530eV。D18:L8-BO二元OSCs的PCE从19.16%提升到20.10%，这是目前非稠环电子受体作为第三组分引入到OSCs的最高效率。该工作表明设计具有聚集诱导发光和良好电子迁移率的 NFREAs 极有可能构建出高效的 OSC。

A Nonfused Ring Electron Acceptor with Aggregation-Induced Emission Assistance Achieving Over 20% Efficiency in Organic Solar Cells

Kun Li, Qian Xie, Prof. Cunbin An, Jianbin Zhong, Yuan Yao, Chuangcheng Hong, Prof. Yu Chen, Prof. Hua Geng, Prof. Yishi Wu, Prof. Wei Zhang, Prof. Qing Liao, Prof. Hongbing Fu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202506415