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大阪大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》發(fā)表有機(jī)太陽(yáng)能電池研究成果，通過(guò)開(kāi)發(fā)手性非富勒烯受體材料提升器件性能。這項(xiàng)有機(jī)太陽(yáng)能電池研究利用分子垂直不對(duì)稱(chēng)特性，實(shí)現(xiàn)電子自旋選擇性傳輸，有效抑制電荷復(fù)合現(xiàn)象。

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的新型手性受體材料具有上下端電荷分布差異，增強(qiáng)分子排列密度與給體材料混合程度。第一作者李爽表示："具有垂直不對(duì)稱(chēng)性的手性受體還沒(méi)有被探索過(guò)。"實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，采用鏡像分子結(jié)構(gòu)的有機(jī)太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)約8%的功率轉(zhuǎn)換效率，較非手性材料提升三倍。

該有機(jī)太陽(yáng)能電池技術(shù)通過(guò)手性誘導(dǎo)自旋選擇效應(yīng)，產(chǎn)生自旋極化電流促進(jìn)電荷分離。資深作者佐伯明典指出："這種效應(yīng)非常有趣，因?yàn)樽孕龢O化能更好地分離電子和空穴，從而減少電荷復(fù)合。"分子結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性調(diào)控為有機(jī)太陽(yáng)能電池效率提升提供新的技術(shù)路徑。

隨著材料設(shè)計(jì)策略持續(xù)優(yōu)化，這項(xiàng)有機(jī)太陽(yáng)能電池研究為開(kāi)發(fā)低成本、輕量化光伏器件奠定基礎(chǔ)。手性材料在有機(jī)半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用，將推動(dòng)柔性電子設(shè)備與可穿戴技術(shù)發(fā)展，拓展太陽(yáng)能利用新場(chǎng)景。

更多信息： Shuang Li 等人，《具有手性誘導(dǎo)自旋選擇性的手性雙面非富勒烯受體：提高有機(jī)太陽(yáng)能電池性能的同手性策略》，《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》 (2025)。期刊信息： Angewandte Chemie 國(guó)際版


審核編輯 黃宇