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全小分子有機太陽能電池（ASM OSCs）由于其清晰的化學結構、優異的批次間重現性等特點而備受關注。然而，平衡小分子聚集行為仍是一個挑戰，這給活性層形態優化帶來了困難，限制全小分子有機太陽能電池效率進一步發展。而具有非對稱端基的分子能夠顯著改變分子間的相互作用并調節分子的光物理性質。近年來，非對稱策略已被應用于非富勒烯受體（NFAs），并取得了成功。

這篇文章中，山東大學高珂教授團隊在非對稱NFAs分子設計的啟發下，合成了兩種不對稱和對稱小分子供體，即Por-DPP-TR和PTR。與PTR相比，Por-DPP- TR呈現出強結晶度。這可能是由于非對稱共軛主鏈上的大偶極矩，導致分子之間相互作用得到改善。而強結晶有助于在活性層中形成更有序的分子堆疊，在二元OSCs中，基于Por-DPP-TR:6TIC 的器件獲得了13.28%的效率。此外，利用卟啉供體ZnP-TSEH構建的三元 ASM OSCs 由于載流子遷移性能進一步改善，獲得了16.31%的高效率。通過線性增壓載流子抽取（photo-CELIV）測試表明，三元器件具有更有效的載流子遷移。

這項工作不僅闡明了分子結構與光伏性能之間的相關性，并且通過分子設計和器件工程的協同效應，提出了一種制備高效ASM OSCs的簡單策略。

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文獻信息

Porphyrin-based donor with asymmetric ending groups enables 16.31% efficiency for ternary all-small-molecule organic solar cells

Haojiang Shen, Yixuan Xu, Wentao Zou, Wenqing Zhang, Jianfeng Li, Ping Cai, Yuan Guo, Huajun Xu, Xiaotao Hao, Yanna Sun, Yuanyuan Kan, Yingguo Yang, Ke Gao

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