新しいエンドグループを持つ非フラーレンアクセプターが低エネルギー損失を伴った効率的な有機太陽電池を実現する

要旨 大きなエネルギー損失は有機太陽電池（OSC）の電力変換効率（PCE）の主な制限要因の一つです。この目的のために、有名なY系列非フラーレンアクセプター（NFA）BTP-4Cl-BOの新しいエンドグループTPC-Clを用いた化学修飾を行い、3-(ジシアノメチレン)インダンオン（IC）官能基と塩素化チオフェン環との融合を通じてそのπ共役を拡張し、新しい2つのNFA、BTP-T-2ClおよびBTP-T-3Clを合成しました。2つのTPC-Clグループを持つBTP-T-2Clは、OSCとして14.89%の適度なPCEを示しますが、0.49 eVという非常に低いエネルギー損失を示します。これは、その優れた発光量子効率0.0606%が非放射損失（0.191 eV）を大幅に軽減するためです。1つのTPC-Clグループを持つBTP-T-3Clに対して、対応するデバイスは17.61%の高いPCEを示し、エネルギー損失はわずかに大きい0.51 eVを伴います。これは、最適化された形態や効率的な電荷生成に起因する可能性があります。さらに、BTP-T-3ClとBTP-4Cl-BOの2つのNFAを採用した三元OSCは、17.9%の認定値を持つ18.21%の印象的なPCEを達成し、今日までのOSCの中で最も高い値の一つとなっています。これらの結果は、電子供与環を持つNFAのエンドグループを拡張することが、OSCの低エネルギー損失を実現するための効果的な戦略であることを示しています。