In dieser Studie wurden zwei neue benzotriazolbasierte nicht-fullerene Akzeptormaterialien YTz-C11 und YTz-PhC6 entworfen und synthetisiert. Es wurde systematisch untersucht, wie sich der Ersatz der Seitenkette an der β-Position der Thiophen-Thiophen-Einheit von einer linearen funktionellen Gruppe (n-Undecyl) durch eine zweidimensionale funktionelle Gruppe (3-Hexylphenyl) auf die molekulare Struktur, physikalisch-chemische Eigenschaften, Filmmorphologie und die photovoltaischen Eigenschaften auswirkt. Theoretische Berechnungen zeigen, dass die Einführung des Phenylrings in YTz-PhC6 zu einem signifikanten Anstieg des Diederwinkels zwischen dem IC-Ende und dem molekularen Hauptstrang (ca. 7,8°~8,3°) führt, was das Molekülstapelungsverhalten optimiert. Spektroskopische und elektrochemische Tests zeigten, dass YTz-PhC6 eine engere optische Bandlücke (1,37 eV) und ein niedrigeres LUMO-Niveau (-3,82 eV) aufweist. Organische Solarzellen auf Basis von PBDB-T:YTz-PhC6 erreichten eine photoelektrische Umwandlungseffizienz (PCE) von 15,87%, was deutlich höher ist als bei Geräten auf Basis von YTz-C11 (10,67%). Die hervorragende Leistung ist hauptsächlich auf einen schnelleren Ladungstransport, eine ausgewogenere Ladungsträgerbeweglichkeit (μ_h/μ_e ≈ 1,05) und eine optimierte nanomorphologische Phasentrennung zurückzuführen. Transiente photoelektrische Messungen zeigten außerdem, dass YTz-PhC6-Geräte eine kürzere Ladungsextraktionszeit (0,42 μs) und eine längere Ladungsträgerlebensdauer (0,95 ms) besitzen. Diese Studie zeigt, dass die Einführung von zweidimensionalen Seitenketten an der β-Position des nicht-fullerenen Akzeptors die Molekülstapelung und photoelektrischen Eigenschaften effektiv regulieren kann und neue Ideen für das Materialdesign hochleistungsfähiger organischer Solarzellen bietet.

organische Solarzelle; nicht-fullerener Akzeptor; Benzotriazol; Seitenkettenregulierung