ドナー型の有機半導体とp型とn型有機半導体（N-OS）受容体による有機太陽電池は、導電性電極と金属からなる透明電極との間に挟まれた活性層とを配合し、簡単な構造で、軽量、低コストを有しますそれは柔軟で半透明デバイスおよび他の利点に溶液処理方法を用いて調製することができ、近年では、光起電力P-OSドナー材料が共役ポリマーおよび小分子有機材料の種類を含む、エネルギーの分野における新たな研究の研究の焦点となっている。そしてポリマーと比較して、小分子材料は特定の分子構造を持ち、合成バッチの違いがなく、精製が容易であるため、有機小分子ドナー光起電材料も広く注目されています。 p-OS小分子ドナーおよびn-OS小分子レセプターの使用、ならびに小分子ドナー材料および非フラーレン小分子レセプター材料の利点は、近年、有機太陽電池の分野における重要な研究方向となっている。
中国科学院のパイロットプロジェクトのサポートにより、研究所科学の有機化学中国科学院のソリッドステート重点実験室の研究員李Yongfangの研究グループは、最近、材料および低分子P-OS内のすべての有機低分子非フラーレンの太陽電池を研究するために一連の研究を行っていますすべての小分子有機太陽電池のエネルギー変換効率を10％以上にする進歩。
p-OS低分子ドナー材料は、主としてA-π-D-π-A型（Dは供与体構造単位を表し、Aはアクセプター構造単位を表す）線状分子構造をとる。単位、フッ素置換トリアザとして合成ベンゾジチオフェン（BDT）に基づく光起電性材料、ポリマーの小分子のJ-シリーズの基体に光電子J-フラーレン系高分子オキサゾール（FBTA）アセトニトリルエステル末端P-OSアクセプタユニットH11およびH12小分子などのアクセプターユニット（図1に示される分子構造）。ドナーとしてのH11、N-OSは、小分子受容体IDICあります完全な小分子有機太陽電池開放電圧（Voc）は（以下効率と称する）のエネルギー変換効率は9.73パーセントに達し、0.977Vに達した（J.Am.Chem.Soc.2017,139,5085-5094）。
n-OS小分子受容体材料は、異方性共役骨格の特徴を有し、p-OSの分子構造を最適化して完全に小さい活性層の形態を調節して良好なドナー - 受容体ナノスケール相分離を形成する。相互貫通ネットワーク構造は、すべての低分子有機太陽電池の光起電力性能を向上させる重要な手段であり、BDTを中心ドナーユニットとして使用し、オリゴチオフェン構造をp-OS分子構造に導入して2つのp-OS分子を合成する。 SM1とSM2（分子構造については図1を参照）SM1：IDICベースの小分子有機太陽電池の効率は、完全に小分子の非フラーレンである10.11％（Chem Mater。2017,29,7543-7553）である。有機太陽電池の効率は初めて10％を超えました。
チエノ置換BDTを主成分とする2次元共役高分子は、シラン系の側鎖がポリマーのHOMO準位を効果的に低減し、吸収を高め、正孔の移動度を向上させることができる。最近、p-OS小分子ドナー材料にシリルチオフェンの側鎖を有する2次元BDTユニットを導入し、2つの新しいp-OS小分子ドナー光起電力材料H21およびH22（分子構造参照）を合成した。 H22：IDICベースの低分子有機太陽電池の光電変換効率は、さらに10.29％に改善された（図1）。 Advanced Materials（Adv。Mater。、2018、30、1706361）。
図：p-OS小分子ドナーとn-OS小分子レセプターIDICの分子構造、すべての小分子有機太陽電池のデバイス構造、各ドナー材料に基づくすべての小分子有機太陽電池のエネルギー変換効率
