近日，河北大学先进钝化技术实验室在有机太阳能电池研究方面取得新进展，相关工作“Asymmetric small-molecule acceptor enables suppressed electron-vibration coupling and minimized driving force for organic solar cells”以河北大学为第一单位发表在《Nature Communications》(2025, 16:1503, DOI:10.1038/s41467-025-56799-6)。郭静博士为论文第一兼通讯作者，陈剑辉研究员、中国科学院化学研究所李骁骏研究员和浙江师范大学邱贝贝教授为共同通讯作者。该工作得到了中国科学院化学研究所李永舫院士和易院平研究员的重要支持。
有机太阳能电池（OSCs）的能量损失，尤其是非辐射能量损失（ΔEnr），是制约其能量转换效率进一步提升的关键因素。因此，如何在保持高效电荷收集的同时，有效降低器件的能量损失，特别是ΔEnr，成为当前研究的重点。针对这一问题，本研究提出了一种创新的不对称分子设计策略，通过开发基于烷基/噻吩基杂化侧链的不对称小分子受体BTP-C11-TBO和BTP-BO-TBO，来调控分子间相互作用，从而提升发光效率并降低能量损失。理论计算与实验结果表明，这类不对称小分子受体能够有效抑制电子振动耦合，显著降低ΔEnr。此外，由于分子的不对称性，给/受体界面形成了多种D:A界面构型及相应的界面能，使得电荷转移态的能量更接近于强吸收（和发射）的局域激子态。这一特性在确保高效激子解离的同时，实现了较低的ΔEnr。最终，基于PM6：BTP-BO-TBO的有机太阳能电池实现了19.76%的能量转换效率。本研究不仅为抑制有机太阳能电池的非辐射能量损失提供了新的分子设计思路，也为进一步提高器件能量转换效率开辟了新的途径。
以上研究工作得到了国家自然科学基金、河北大学高层次引进人才项目的资助。
文章连接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56799-6
