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北京大學(xué)工學(xué)院占肖衛(wèi)課題組長期致力于有機(jī)太陽能電池非富勒烯受體材料的研究，自2015年原創(chuàng)性地提出“稠環(huán)電子受體”這一概念以來，取得了一系列重要研究進(jìn)展，相關(guān)成果總結(jié)發(fā)表在《化學(xué)研究評述》（Accounts of Chemical Research）上。1995年以來，富勒烯衍生物占據(jù)有機(jī)太陽能電池受體材料的主導(dǎo)地位長達(dá)20余年。然而，分子結(jié)構(gòu)決定了富勒烯受體存在難以克服的缺點(diǎn)，如分子結(jié)構(gòu)裁剪難、能級調(diào)控難、可見光吸收弱、形貌和器件穩(wěn)定性差等，這些缺陷導(dǎo)致有機(jī)太陽能電池效率的提升和產(chǎn)業(yè)化遭遇瓶頸，嚴(yán)重制約了有機(jī)光伏領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。因此，發(fā)展高性能的受體材料是本領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題和挑戰(zhàn)性難題。占肖衛(wèi)團(tuán)隊(duì)是國際上最早從事非富勒烯受體研究的課題組之一。2007年，他們率先開展了苝酰亞胺聚合物受體的研究（J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 7246，被引1067次），引領(lǐng)了這類受體材料的發(fā)展。

2015年發(fā)明了明星分子ITIC（Adv. Mater., 2015, 27, 1170，被引1918次），提出了稠環(huán)電子受體（Fused-Ring Electron Acceptor，縮寫FREA）的概念。之后，他們發(fā)展了一系列稠環(huán)電子受體的分子設(shè)計(jì)策略，通過稠環(huán)核工程、橋連工程、端基工程和側(cè)鏈工程調(diào)制分子光電性質(zhì)，揭示了構(gòu)效關(guān)系；發(fā)現(xiàn)了有別于富勒烯受體的新的器件物理與光物理機(jī)制；制備了高性能的有機(jī)太陽能電池和有機(jī)-無機(jī)雜化太陽能電池。稠環(huán)電子受體的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征、物理性質(zhì)特征和器件性能特征與以富勒烯為代表的傳統(tǒng)受體體系顯著不同。近5年來，因稠環(huán)電子受體的發(fā)明，有機(jī)太陽能電池的效率實(shí)現(xiàn)了歷史性突破，現(xiàn)已超過18%。稠環(huán)電子受體這一電子受體新體系，解決了以富勒烯為代表的傳統(tǒng)電子受體無法解決的關(guān)鍵科學(xué)問題，顛覆了經(jīng)典的富勒烯體系，引領(lǐng)有機(jī)光伏邁向新時(shí)代。

國內(nèi)外同行還將稠環(huán)電子受體應(yīng)用于鈣鈦礦太陽能電池、量子點(diǎn)太陽能電池、光解水、光電探測器、場效應(yīng)晶體管、雙光子吸收、光熱治療等領(lǐng)域。稠環(huán)電子受體引起了國內(nèi)外同行的高度關(guān)注和廣泛跟進(jìn)，150余個(gè)研究組在有機(jī)光伏、50余個(gè)研究組在其他領(lǐng)域使用稠環(huán)電子受體，十余家公司商業(yè)銷售稠環(huán)電子受體。稠環(huán)電子受體是由我國科學(xué)家原創(chuàng)的新材料體系，現(xiàn)已成為我國科學(xué)家引領(lǐng)、多國科學(xué)家競相跟進(jìn)的新領(lǐng)域。ITIC的結(jié)構(gòu)式及稠環(huán)電子受體的應(yīng)用近5年來，占肖衛(wèi)團(tuán)隊(duì)在稠環(huán)電子受體領(lǐng)域申請中國發(fā)明專利和PCT專利20余件，發(fā)表論文150余篇，論文被引15000余次，其中，ESI高被引論文36篇，ESI熱點(diǎn)論文20篇，中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文7篇，中國工程技術(shù)領(lǐng)域熱點(diǎn)論文1篇，北京地區(qū)廣受關(guān)注學(xué)術(shù)論文1篇。最近，占肖衛(wèi)團(tuán)隊(duì)受邀在《化學(xué)研究評述》上發(fā)表了題為Fused-Ring Electron Acceptors for Photovoltaics and Beyond的綜述（Acc. Chem. Res., DOI: 10.1021/acs.accounts.0c00575），從分子設(shè)計(jì)、器件工程、物理機(jī)制和特色應(yīng)用等方面系統(tǒng)總結(jié)了團(tuán)隊(duì)在稠環(huán)電子受體方面取得的研究進(jìn)展，并指出了領(lǐng)域目前面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向。占肖衛(wèi)課題組王嘉宇博士是這篇論文的第一作者，占肖衛(wèi)是通訊作者。該工作得到國家自然科學(xué)基金委和北京大學(xué)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究專項(xiàng)等的資助。

↓稠環(huán)電子受體的代表性論文↓

a) 中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文，b) 中國工程技術(shù)領(lǐng)域熱點(diǎn)論文（2014-2018，2015-2019年），c) 2020年度北京地區(qū)廣受關(guān)注學(xué)術(shù)論文

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.0c00575