串聯(lián)有機太陽能電池（OSC）是基于單片連接兩個OSC的器件結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已被廣泛用作一種簡單而可靠的方法，以實現(xiàn)更高性能的OSC并更好地利用近紅外太陽能。在串聯(lián)OSC中，可以通過使用寬帶隙子電池收集高能光子和另一個窄帶隙子電池利用低能光子來有效地擴展吸收光譜的波長區(qū)域。同時，串聯(lián)OSC的開路電壓（VOC）是兩個子電池的總和，而且每個子層的厚度可以輕松地分別調(diào)整，以匹配每個波長區(qū)域中的平衡吸光度，并提供最大的光子能量效率。

近日，中國科學院化學研究所李永舫教授，孟磊研究員和北卡羅萊納州立大學Harald Ade教授等人提出了一種簡單的新型策略，即在小分子受體Y6的中心核和端基之間插入雙鍵，以擴展其結(jié)合長度和吸收范圍，首次設(shè)計并合成了具有1.21 eV光學帶隙的新型超窄帶隙受體BTPV-4F。BTPV-4F由于其分子共軛長度的延長，顯示出明顯的紅移吸收，基于PTB7-Th：BTPV-4F：PC71BM的OSC表現(xiàn)出創(chuàng)紀錄的Jsc為28.9 mA cm-2，所獲得光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）為13.4％，并且顯示出了寬的響應(yīng)波長范圍，在300-1050 nm均有相應(yīng)的吸收。此外，研究人員合成了帶隙為1.61 eV的中等帶隙受體m-DTC-2F，并選擇PM6：m-DTC-2F作為前電池活性層，以使PTB7-Th：BTPV-4F：PC71BM作為后電池制造串聯(lián)OSC。由于可以有效利用300-1050 nm范圍內(nèi)的太陽光，并且減少了兩個子電池的能量損耗，因此串聯(lián)OSC的PCE值達到了16.4％。此外，基于BTPV-4F的OSC表現(xiàn)出優(yōu)秀的光穩(wěn)定性，在使用500 h后，PCE值仍然可保留最初的91%。研究人員還認為，如果通過優(yōu)化前單元材料系統(tǒng)將填充因子（FF）提高到75％以上，串聯(lián)OSC的PCE甚至可以超過18％。

這項研究成果表明，將雙鍵插入A-DA’D-A類型分子是一種構(gòu)建具有高性能和穩(wěn)定性的有機小分子受體的簡單有效方法，并為設(shè)計新型受體分子提供了新策略。該工作也于近期發(fā)表在《Nature Communications》上，題為“High performance tandem organic solar cells via a strongly infrared-absorbing narrow bandgap acceptor”。