Hiljuti saavutas Hiina Teaduste Akadeemia Qingdao bioenergia ja bioprotsessitehnoloogia instituudi professor Bao Xichangi juhitud meeskond märkimisväärseid edusamme uute mitmeharuliste oligomeersete aktseptorite uurimisel. Nad töötasid välja kahte tüüpi mitmeharulisi oligomeerseid aktseptoreid, 3BY ja 3QY, ning reguleerides mittekonjugeeritud südamiku jäikust ja paindlikkust, saavutasid nad kontrolli perifeersete funktsionaalsete harude konfiguratsiooni ja agregatsiooni oleku üle, parandades fotogalvaanilist efektiivsust ja orgaaniliste päikesepatareide stabiilsus.
Erinevalt traditsioonilistest jäikadest π-konjugeeritud südamikest annab selles uuringus kasutatud konjugeerimata struktuur materjalidele suurema paindlikkuse ja kohanemisvõime, vähendades tuumaüksuse piiranguid oligomeeri konfiguratsioonile ja agregatsioonikäitumisele. Lisaks tutvustas uuring mitmemõõtmelisi mittekovalentseid molekulaarseid interaktsioone mittekonjugeeritud keskuses, võimaldades molekulidevahelise virnastamise ja aktseptori segunemisdünaamika täpsemat optimeerimist. Uuring näitas, et kasutades doonoriks polümeeri PM6, saavutas 3QY-l põhineva fotogalvaanilise elemendi võimsuse muundamise efektiivsuse (PCE) 19,27% (autoriteetse kontrollitud efektiivsusega 18,80%), ületades 3BY-l põhinevaid seadmeid. See on seni oligomeersete aktseptorite kõrgeim efektiivsus. Veelgi olulisem on see, et uue oligomeeri suur molekulaarne suurus suurendas oluliselt klaasistumistemperatuuri, surus seadme töö ajal alla molekulaarse difusioonikiiruse ja suurendas fotogalvaanilise seadme stabiilsust. Pideval kuumutamisel 80 kraadi juures ületas PM6:3QY fotogalvaanilise elemendi T80% eluiga 3000 tundi.
See uurimus selgitas mitmeharuliste oligomeersete aktseptorite olemuslikku struktuuri ja jõudluse suhet ja pakkus välja uudse disainistrateegia oligomeersete aktseptorite jaoks, mis põhinevad konjugeerimata tuumadel. See annab uusi teadmisi ülitõhusate ja stabiilsete orgaaniliste päikesepatareide arendamiseks.
Seotud uurimistulemused avaldati ajakirjas Energy & Environmental Science. Uuringut toetasid teiste hulgas National Natural Science Foundation, Hiina Teaduste Akadeemia Noorte Innovatsiooni Edendamise Assotsiatsioon, Hiina Järeldoktorantuuri Teadusfond ja Shandongi provintsi doktorikraadijärgse innovatsioonitalendi toetusprogramm.