単方向サイドチェーンエンジニアリングは、エネルギー損失と効率的な電荷移動を伴う1923％効率の有機太陽電池の二重アサイメトリックアクセプターを構築する

電力変換効率（PCE）を強化するために、高電力電圧（VOC）と短絡電流密度（JSC）の両方を達成することは、高エネルギー損失（ELOSS）および非効率的な電荷で有機太陽電池（OSC）にとって大きな課題です。通常、転送が行われます。ここでは、モノアサイメトリックASY-CYC11とデュアルアジメトリックBI-ASY-CYC9とBI-ASY-CYC12の3つの新しいYシリーズアクセプターが開発されています。彼らは、同じ非対称D1AD2（D1 =チエノ[3,2-B]チオフェンとD2 =セレノフェノ[3,2-B]チオフェン）融合コアを共有していますが、D1側に異なる一方向のサイドチェーンを持ち、微調整された分子特性を可能にします。分子間相互作用、梱包パターン、結晶性など。バイナリブレンドの中で、PM6：bi-ay-cyc12の1つは、PM6：ASY-CYC9およびPM6：Bi-Asy-CYC11のものよりも適切な位相分離と高次パッキングを備えた形態が優れています。したがって、PM6：BI-ASY-CYC12ベースのOSCは、ELOSSと効率的な電荷移動プロパティの減少により、高VOCとJSCの両方で17.16％のPCEが17.16％増加します。高VOCと強力なNIR吸収に触発されたBi-Ary-CyC12は、効率的なバイナリPM6：L8-BOに導入され、三元OSCを構築します。吸収の拡大、最適化された形態、およびさらに最小化されたエロスのおかげで、PM6：L8-BO：BI-ASY-CYC12ベースのOSCは19.23％のチャンピオンPCEを達成します。。双様体Yシリーズアクセプターを構築するための開発された単方向サイドチェーンエンジニアリングは、OSCのPCEを高めるアプローチを提供します。

Achieving both high open-circuit voltage (VOC) and short-circuit current density (JSC) to boost power-conversion efficiency (PCE) is a major challenge for organic solar cells (OSCs), wherein high energy loss (Eloss) and inefficient charge transfer usually take place. Here, three new Y-series acceptors of mono-asymmetric asy-YC11 and dual-asymmetric bi-asy-YC9 and bi-asy-YC12 are developed. They share the same asymmetric D1AD2 (D1=thieno[3,2-b]thiophene and D2=selenopheno[3,2-b]thiophene) fused-core but have different unidirectional sidechain on D1 side, allowing fine-tuned molecular properties, such as intermolecular interaction, packing pattern, and crystallinity. Among the binary blends, the PM6:bi-asy-YC12 one has better morphology with appropriate phase separation and higher order packing than the PM6:asy-YC9 and PM6:bi-asy-YC11 ones. Therefore, the PM6:bi-asy-YC12-based OSCs offer a higher PCE of 17.16% with both high VOC and JSC, due to the reduced Eloss and efficient charge transfer properties. Inspired by the high VOC and strong NIR-absorption, bi-asy-YC12 is introduced into efficient binary PM6:L8-BO to construct  ternary OSCs. Thanks to the broadened absorption, optimized morphology, and furtherly minimized Eloss, the PM6:L8-BO:bi-asy-YC12-based OSCs achieve a champion PCE of 19.23%, which is one of the highest efficiencies among these annealing-free devices. Our developed unidirectional sidechain engineering for constructing bi-asymmetric Y-series acceptors provides an approach to boost PCE of OSCs.