添加剤の簡便な異性化戦略が高効率有機太陽電池を実現

要約 活性層の形態的特徴は、常に有機太陽電池（OSC）の効率を制限する重要な要因である。活性分子と非共有結合を形成することができるハロゲン系添加剤は、活性層の形態を効果的に調整できるが、バルクヘテロ接合における添加剤の位置異性化の内的メカニズムは無視されており、この技術のさらなる発展を妨げている。ここでは、ベンゼン環上の2つのブロモ置換基の異なる位置を持つ三つの位置異性体添加剤に基づく高効率OSCのための新しい添加剤支援最適化戦略を提案する。結果は、最小の双極子モーメント、最も低い立体障害、および最も均一に分布した静電ポテンシャルを持つ対称構造の添加剤が、アクセプターとより適した非共有結合相互作用を形成し、より合理的な分子空間分布とより良いπ–πスタッキング挙動をもたらすことを示している。他の非フラーレン系システムにおいても、対称構造の添加剤は分子の集合およびスタッキングの最適化において最も良い効果を示す。本研究は、優れた形態改善能力を持つ添加剤のスクリーニングおよび設計に対する指針を提供し、複雑な共役バックボーンと分岐鎖を持つ活性分子に対する異性化戦略を採用せずにOSCの効率をさらに向上させる深い影響を与えることが期待される。