稠环电子受体的研究进展

从1995年到2015年，由于富勒烯衍生物的性能优于其他受体，因此一直是有机太阳能电池(OSC)的主要电子受体。但是，富勒烯的缺点，例如弱的可见光吸收，有限的电子性能可调性和形态不稳定性，限制了OSC向更高的效率和实际应用发展。因此，在OSC领域迫切需要开发富勒烯以外的新受体。

北京大学工程学院的詹小伟教授是全球非富勒烯受体开发的先驱之一。在2007年，Zhan的小组率先开发了基于per二酰亚胺的聚合物受体。2015年，他们发明了ITIC星型分子，并提出了稠环电子受体的概念(FREA)。然后，他们开发了各种分子设计策略，通过在稠环核，π桥，端基和侧链上进行工程设计来调节分子特性，并揭示了结构与性质之间的关系。他们在FREA中发现了与富勒烯不同的新器件物理和光物理。他们制造了高性能的OSC和FREA-钙钛矿混合电池。FREA的化学特征，物理特征和装置特征不同于传统的富勒烯。由于FREA的发明，OSC取得了空前的突破，在5年内效率超过18%。FREA为OSC领域带来了一场革命，并预示了非富勒烯时代的到来。

FREAs也已用于其他领域，例如钙钛矿太阳能电池，量子点太阳能电池，太阳能水分解，光电探测器，场效应晶体管，双光子吸收，光热疗法等。FREAs在全世界引起了广泛关注：超过150个组在OSC中使用FERA，超过50个组在其他领域中使用FREA，并且有10多家公司在销售FREA。如今，FREA是一个由科学家领导，并在世界范围内受到关注的新兴领域。

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