Recentment, un equip dirigit pel professor Bao Xichang de l'Institut de Bioenergia i Tecnologia de Bioprocessos de Qingdao de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, va fer progressos significatius en la investigació de nous acceptors oligomèrics multibraços. Van desenvolupar dos tipus d'acceptadors oligomèrics multibraços, 3BY i 3QY, i ajustant la rigidesa i la flexibilitat de la unitat central no conjugada, van aconseguir el control de la configuració i l'estat d'agregació dels braços funcionals perifèrics, millorant l'eficiència fotovoltaica i estabilitat de les cèl·lules solars orgàniques.
A diferència dels nuclis tradicionals rígids conjugats amb π, l'estructura no conjugada utilitzada en aquest estudi ofereix una major flexibilitat i adaptabilitat als materials, reduint les limitacions de la unitat central sobre la configuració i el comportament d'agregació de l'oligòmer. A més, la investigació va introduir interaccions moleculars no covalents multidimensionals al centre no conjugat, permetent una optimització més refinada de l'apilament intermolecular i la dinàmica de barreja de l'acceptor. L'estudi va demostrar que utilitzant el polímer PM6 com a donant, la cèl·lula fotovoltaica basada en 3QY va aconseguir una eficiència de conversió d'energia (PCE) del 19,27% (amb una eficiència verificada autoritzada del 18,80%), superant els dispositius basats en 3BY. Aquesta és l'eficiència més alta reportada per als acceptors oligomèrics fins ara. Més important encara, la gran mida molecular del nou oligòmer va augmentar significativament la temperatura de transició vítrea, va suprimir la velocitat de difusió molecular durant el funcionament del dispositiu i va millorar l'estabilitat del dispositiu fotovoltaic. Amb un escalfament continu a 80 graus, la vida útil del T80% de la cèl·lula fotovoltaica PM6:3QY va superar les 3000 hores.
Aquesta investigació va aclarir la relació intrínseca estructura-rendiment dels acceptors oligomèrics multibraç i va proposar una nova estratègia de disseny per a acceptors oligomèrics basat en nuclis no conjugats. Proporciona noves idees per al desenvolupament de cèl·lules solars orgàniques altament eficients i estables.
Els resultats de la investigació relacionats es van publicar a Energy & Environmental Science. L'estudi va comptar amb el suport de la Fundació Nacional de Ciències Naturals, l'Associació de Promoció de la Innovació Jove de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, la Fundació de Ciències Postdoctorals de la Xina i el Programa de Suport a la Innovació Postdoctoral Provincial de Shandong, entre d'altres.