Recent Progress in Non-fused Ring Small-molecule Acceptor Materials

doi:10.7503/cjcu20230076

Abstract

Abstract:

The invention of non-fullerene acceptors with rigid and fused ring structures has pushed a rapid progress in the field of organic solar cells. The power conversion efficiencies（PCEs） have exceeded 19%. Compared with the fused ring structures， the non-fused ring acceptors have recently received increasing attention due to their relatively simple structures and synthesis. Since 2017， the molecular library of non-fused ring acceptors has extended up to more than 100 molecules and the PCEs have rapidly increased from the initial 4% to the recent 16%. In this review， we classified these molecules into fully non-fused ring acceptors and A-D-C _n -D-A type non-fused ring acceptors， according to the non-fused ring backbone structural features. We correlate the molecular structures and the optical， electrochemical and photovoltaic properties from the aspects of non-fused ring backbone structures and side chain engineering. In particular， we focus on that the non-fused ring backbone structures， intramolecular non-covalent interactions and side chain engineering finely tune the materials’ energy levels and bandgaps and photovoltaic performance. We also give suggestions to overcome the factors that limit the increase of solar cell performance.

Key words: Organic solar cell, Non-fullerene, Non-fused ring, Side chain engineering, Non-covalent interaction

CLC Number:

O646

TrendMD:

SUN Heng, ZHANG Pengyu, ZHANG Yingnan, ZHAN Chuanlang. Recent Progress in Non-fused Ring Small-molecule Acceptor Materials[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(7): 20230076.

Figures/Tables 16

Table 1 Optical, electrochemical and photovoltaic properties of FNFREAs

No.	Acceptor		E_HOMO/E_LUMO（eV）	E $g o p t$ /eV	Donor	μ_h/μ_e （10^-4cm²∙V^-1∙s^-1）	V_OC/V	J_SC/（mA∙cm^-2）	FF（%）	PCE（%）	Ref.
1	SM1	ICTP	-5.56/-3.84	1.63	PBDB⁃T	0.964/0.203	0.97	8.29	55.00	4.43	［30］
2	SM2	PTICH	-5.62/-3.80	1.60	PBDB⁃TF	2.3/1.1	0.92	8.22	54.00	4.08	［31］
3	SM3	PTIC	-5.59/-3.81	1.53	PBDB⁃TF	1.2/0.43	0.93	16.73	66.00	10.27	［31］
4	SM4	PTICO	-5.48/-3.66	1.56	PBDB⁃TF	1.7/0.17	1.01	12.60	52.00	6.62	［31］
5	SM5	PTB4F	-5.87/-3.89	1.65	PBDB⁃TF	0.0353/0.0782	0.94	14.55	51.48	7.04	［32］
6	SM6	PTB4Cl	-5.91/-3.93	1.58	PBDB⁃TF	0.765/0.862	0.93	19.01	72.17	12.76	［32］
7	SM7	PhO4T⁃1	-5.53/-3.94	1.48	PBDB⁃T	0.63/0.21	0.859	20.71	54.46	9.69	［33］
8	SM8	PhO4T⁃2	-5.62/-4.07	1.44	PBDB⁃T	1.13/0.97	0.841	21.49	65.91	11.91	［33］
9	SM9	PhO4T⁃3	-5.58/-4.09	1.41	PBDB⁃T	5.85/5.87	0.839	23.03	71.21	13.76	［33］
10	SM10	TPT4F	-5.81/-3.97	1.69	PBDB⁃TF	13/23	1.00	13.36	57.00	7.67	［34］
11	SM11	TPT4Cl	-5.90/-3.99	1.67	PBDB⁃TF	15/16	1.04	15.77	62.00	10.16	［34］
12	SM12	ATO1	-5.52/-3.88	1.46	PCE10	4.75/0.177	0.74	7.31	60.00	3.31	［35］
13	SM13	ATO2	-5.39/-3.90	1.28	PCE10	3.00/0.214	0.70	10.50	54.00	4.06	［35］
14	SM14	ATO3	-5.37/-3.95	1.22	PCE10	2.86/1.34	0.62	17.63	59.00	6.59	［35］
15	SM15	4T⁃1	-5.71/-4.09	1.47	PBDB⁃T	2.15/0.501	0.84	12.70	51.71	5.53	［36］
16	SM16	4T⁃2	-5.85/-4.02	1.54	PBDB⁃T	1.42/0.688	0.82	15.68	70.32	9.09	［36］
17	SM17	4T⁃3	-5.86/-3.98	1.52	PBDB⁃T	2.62/1.55	0.81	17.27	72.45	10.15	［36］
18	SM18	4T⁃4	-5.85/-3.86	1.60	PBDB⁃T	1.15/0.421	0.94	14.27	61.82	8.27	［36］
19	SM19	2T2Se⁃F	-5.52/-3.83	1.44	PBDB⁃TF	4.56/1.17	0.875	20.63	66.90	12.17	［37］
20	SM20	o⁃4TBC⁃2F	-5.63/-4.00	1.47	PBDB⁃T	3.12/3.78	0.76	20.48	65.70	10.26	［22］
21	SM21	4T⁃OEH	-5.47/-3.94	1.44	PBDB⁃T	1.08/1.03	0.85	21.78	65.00	12.12	［38］
22	SM22	A4T⁃16	-5.67/-3.96	1.45	PBDB⁃TF	3.0/2.9	0.876	21.8	79.80	15.2	［27］
23	SM23	A4T⁃3	-5.63/-3.97	1.49	PTVT⁃T	7.53/1.09	0.822	23.53	73.70	14.26	［39］
24	SM24	A4T⁃26	-5.65/-3.83	1.46	PBDB⁃TF	1.98/1.44	0.885	18.9	72.30	12.10	［40］
25	SM25	LW⁃out⁃2F	-5.59/-3.89	1.41	PBDB⁃T	2.81/2.51	0.84	22.78	67.23	12.83	［41］

Table 1 Optical, electrochemical and photovoltaic properties of FNFREAs

No.	Acceptor		E_HOMO/E_LUMO（eV）	E $g o p t$ /eV	Donor	μ_h/μ_e （10^-4cm²∙V^-1∙s^-1）	V_OC/V	J_SC/（mA∙cm^-2）	FF（%）	PCE（%）	Ref.
1	SM1	ICTP	-5.56/-3.84	1.63	PBDB⁃T	0.964/0.203	0.97	8.29	55.00	4.43	［30］
2	SM2	PTICH	-5.62/-3.80	1.60	PBDB⁃TF	2.3/1.1	0.92	8.22	54.00	4.08	［31］
3	SM3	PTIC	-5.59/-3.81	1.53	PBDB⁃TF	1.2/0.43	0.93	16.73	66.00	10.27	［31］
4	SM4	PTICO	-5.48/-3.66	1.56	PBDB⁃TF	1.7/0.17	1.01	12.60	52.00	6.62	［31］
5	SM5	PTB4F	-5.87/-3.89	1.65	PBDB⁃TF	0.0353/0.0782	0.94	14.55	51.48	7.04	［32］
6	SM6	PTB4Cl	-5.91/-3.93	1.58	PBDB⁃TF	0.765/0.862	0.93	19.01	72.17	12.76	［32］
7	SM7	PhO4T⁃1	-5.53/-3.94	1.48	PBDB⁃T	0.63/0.21	0.859	20.71	54.46	9.69	［33］
8	SM8	PhO4T⁃2	-5.62/-4.07	1.44	PBDB⁃T	1.13/0.97	0.841	21.49	65.91	11.91	［33］
9	SM9	PhO4T⁃3	-5.58/-4.09	1.41	PBDB⁃T	5.85/5.87	0.839	23.03	71.21	13.76	［33］
10	SM10	TPT4F	-5.81/-3.97	1.69	PBDB⁃TF	13/23	1.00	13.36	57.00	7.67	［34］
11	SM11	TPT4Cl	-5.90/-3.99	1.67	PBDB⁃TF	15/16	1.04	15.77	62.00	10.16	［34］
12	SM12	ATO1	-5.52/-3.88	1.46	PCE10	4.75/0.177	0.74	7.31	60.00	3.31	［35］
13	SM13	ATO2	-5.39/-3.90	1.28	PCE10	3.00/0.214	0.70	10.50	54.00	4.06	［35］
14	SM14	ATO3	-5.37/-3.95	1.22	PCE10	2.86/1.34	0.62	17.63	59.00	6.59	［35］
15	SM15	4T⁃1	-5.71/-4.09	1.47	PBDB⁃T	2.15/0.501	0.84	12.70	51.71	5.53	［36］
16	SM16	4T⁃2	-5.85/-4.02	1.54	PBDB⁃T	1.42/0.688	0.82	15.68	70.32	9.09	［36］
17	SM17	4T⁃3	-5.86/-3.98	1.52	PBDB⁃T	2.62/1.55	0.81	17.27	72.45	10.15	［36］
18	SM18	4T⁃4	-5.85/-3.86	1.60	PBDB⁃T	1.15/0.421	0.94	14.27	61.82	8.27	［36］
19	SM19	2T2Se⁃F	-5.52/-3.83	1.44	PBDB⁃TF	4.56/1.17	0.875	20.63	66.90	12.17	［37］
20	SM20	o⁃4TBC⁃2F	-5.63/-4.00	1.47	PBDB⁃T	3.12/3.78	0.76	20.48	65.70	10.26	［22］
21	SM21	4T⁃OEH	-5.47/-3.94	1.44	PBDB⁃T	1.08/1.03	0.85	21.78	65.00	12.12	［38］
22	SM22	A4T⁃16	-5.67/-3.96	1.45	PBDB⁃TF	3.0/2.9	0.876	21.8	79.80	15.2	［27］
23	SM23	A4T⁃3	-5.63/-3.97	1.49	PTVT⁃T	7.53/1.09	0.822	23.53	73.70	14.26	［39］
24	SM24	A4T⁃26	-5.65/-3.83	1.46	PBDB⁃TF	1.98/1.44	0.885	18.9	72.30	12.10	［40］
25	SM25	LW⁃out⁃2F	-5.59/-3.89	1.41	PBDB⁃T	2.81/2.51	0.84	22.78	67.23	12.83	［41］

Table 2 Optical, electrochemical and photovoltaic properties of NFREAs

No.	Acceptor		E_HOMO/ E_LUMO（eV）	E $g o p t$ /eV	Donor	μ_h/μ_e （10^-4cm²∙V^-1∙s^-1）	V_OC/V	J_SC/ （mA∙cm^-2）	FF（%）	PCE（%）	Ref.
1	SM26	DF⁃PCIC	-5.49/-3.77	1.59	PBDB⁃T	1.28/0.26	0.91	15.66	72.00	10.14	［21］
2	SM27	FO⁃PCIC	-5.49/-3.75	1.59	PBDB⁃T	—	0.90	15.02	61.12	8.32	［42］
3	SM28	HC⁃PCIC	-5.54/-3.87	1.48	PBDB⁃TF	3.80/4.02	0.89	18.13	72.06	11.75	［42］
4	SM29	DF⁃PCNC	-5.42/-3.81	1.54	PBDB⁃T	6.51/1.97	0.86	18.16	72.62	11.63	［43］
5	SM30	OF⁃PCIC	-5.66/-3.86	1.59	PBDB⁃TF	1.29/0.32	0.91	13.76	73.37	9.09	［44］
6	SM31	HFO⁃PCIC	-5.50/-3.81	1.48	PBDB⁃TF	0.86/0.25	0.93	12.62	70.99	8.36	［44］
7	SM32	DTP⁃in⁃F	-5.53/-3.92	1.50	PBDB⁃TF	15.6/7.42	0.91	18.54	63.2	10.66	［45］
8	SM33	UF⁃Pr⁃2F	-5.41/-4.02	1.39	J52	—	0.80	21.58	54.00	9.32	［46］
9	SM34	UF⁃iBu⁃2F	-5.46/-4.09	1.38	J52	—	0.79	21.95	62.00	10.75	［46］
10	SM35	DOC6⁃IC	-5.33/-3.72	1.43	PBDB⁃T	2.86/3.59	0.91	19.21	60.11	10.52	［47］
11	SM36	DOC8IC	-5.36/-3.71	1.39	PBDB⁃T	2.63/2.09	0.92	17.74	57.65	9.41	［47］
12	SM37	UF⁃C8⁃F	-5.45/-4.10	1.35	J52	0.710/0.127	0.81	22.39	62.00	11.24	［46］
13	SM38	UF⁃C2C5⁃2F	-5.46/-4.07	1.39	J52	0.629/0.125	0.80	22.05	57.00	10.05	［46］
14	SM39	DOC2C6⁃IC	-5.38/-3.73	1.44	PBDB⁃T	3.33/2.22	0.93	18.85	63.33	11.10	［47］
15	SM40	UF⁃EH⁃2F	-5.49/-4.11	1.37	J52	1.34/1.07	0.79	24.87	69.00	13.56	［46］
16	SM41	CPDT⁃ICMe	-5.30/-3.48	1.46	P3HT	0.845/0.185	0.77	16.52	65.00	8.17	［48］
17	SM42	BN⁃2F	-5.39/-3.99	1.40	J52	2.38/3.09	0.813	25.25	70.78	14.53	［49］
18	SM43	o⁃DOC6⁃2F	-5.49/-3.83	1.51	PBDB⁃T	1.31/0.923	0.89	18.58	71.84	11.87	［50］
19	SM44	o⁃DOC8⁃2F	-5.54/-3.85	1.50	PBDB⁃T	1.27/0.843	0.88	18.15	70.10	11.23	［50］
20	SM45	o⁃DOC2C6⁃2F	-5.52/-3.84	1.48	PBDB⁃T	0.116/0.531	0.88	17.82	69.20	10.80	［50］
21	SM46	SiOC2C6⁃4Cl	-5.48/-3.79	1.39	PBDB⁃T	1.37/1.11	0.87	20.35	63.73	11.29	［51］
22	SM47	DBD⁃4F	-5.55/-3.74	1.38	PBDB⁃T	4.32/1.87	0.88	15.92	59.52	8.34	［52］
23	SM48	FOC2C6⁃2FIC	-5.51/-3.84	1.43	PBDB⁃T	1.81/1.16	0.87	19.66	72.10	12.36	［53］
24	SM49	Cl⁃4F	-5.51/-3.97	1.54	PBDB⁃TF	2.62/2.30	0.945	19.73	62.80	11.71	［54］
25	SM50	PCBM⁃C6	-5.26/-3.84	1.43	PBDB⁃T	1.63/0.68	0.86	20.41	71.15	12.51	［55］
26	SM51	PCBM⁃C10	-5.27/-3.84	1.41	PBDB⁃T	2.01/1.13	0.87	21.30	72.66	13.55	［55］
27	SM52	DBT⁃4F	-5.67/-3.87	1.43	PBDB⁃T	5.17/2.95	0.88	19.65	70.24	12.14	［52］
28	SM53	DBT⁃HD	-5.63/-3.95	1.38	PBDB⁃T	7.76/4.89	0.85	21.75	73.39	13.57	［56］
29	SM54	DTPBT8⁃4F	-5.71/-3.96	1.44	PBDB⁃T	0.821/0.716	0.88	21.15	64.02	11.92	［57］
30	SM55	HF⁃TCIC	-5.43/-3.83	1.44	PBDB⁃T	0.833/0.153	0.76	20.04	65.00	9.86	［58］
31	SM56	C6OT⁃4F	-5.36/-4.03	1.33	PTB7⁃Th	0.353/0.0996	0.761	21.50	60.01	9.83	［59］
32	SM57	ThPF-4F	-5.49/-4.02	1.34	PBDB⁃T	0.311/0.0681	0.81	22.20	65.79	11.83	［60］
33	SM58	o⁃TT⁃Cl	-5.70/-3.91	1.49	D18	1.14/0.99	0.89	20.77	69.14	12.84	［61］
34	SM59	QOC6⁃4Cl	-5.62/-3.87	1.45	PBDB⁃T	5.34/5.09	0.782	22.91	69.01	12.32	［62］
35	SM60	QOD⁃2Cl	-5.62/-3.81	1.43	PBDB⁃T	1.78/2.21	0.824	20.74	62.44	10.67	［63］
36	SM61	QOS⁃2Cl	-5.61/-3.77	1.42	PBDB⁃T	2.18/2.42	0.845	21.03	68.70	12.19	［63］
37	SM62	QCIC3	-5.52/-3.89	1.38	PBDB⁃T	1.41/0.803	0.816	19.39	66.90	10.55	［64］
38	SM63	UF⁃Qx⁃2Cl	-5.55/-3.89	1.29	J52	2.38/1.09	0.76	22.71	63.09	10.81	［65］
39	SM64	BTCIC	-5.54/-4.00	1.36	PBDB⁃T	22/5.5	0.79	18.60	63.00	9.30	［66］
40	SM65	BTCIC⁃4Cl	-5.64/-4.12	1.31	PBDB⁃T	29/6.5	0.63	23.20	69.00	10.20	［66］
41	SM66	BT⁃F	-5.41/-3.70	1.33	PTQ10	0.121/0.138	0.82	16.99	59.30	8.26	［67］
42	SM67	BFC⁃4F	-5.54/-3.82	1.45	PTQ10	1.78/0.591	0.81	20.50	72.35	12.05	［68］
43	SM68	BTOR-IC4F	-5.92/-4.23	1.37	PBDB⁃T	1.34/0.717	0.80	20.57	69.60	11.48	［69］
44	SM69	BCDT⁃4F	-5.46/-3.86	1.40	PBDB⁃T	2.60/2.09	0.80	18.28	66.00	9.65	［70］
45	SM70	BCDT⁃4Cl	-5.47/-3.88	1.38	PBDB⁃T	3.73/3.54	0.76	23.77	67.00	12.10	［70］
46	SM71	WHC⁃1	-5.64/-4.29	1.35	PBDB⁃TF	15.5/6.3	0.69	17.83	54.00	6.61	［71］
47	SM72	TOCR2	-5.59/-4.02	1.29	P1	4.56/3.59	0.87	24.22	72.00	15.17	［72］
48	SM73	BTC6⁃4F	-5.56/-3.86	1.43	PBDB⁃T	5.76/5.29	0.79	19.81	71.65	11.23	［73］
49	SM74	ffBTz⁃HD	-5.71/-4.09	1.40	PBDB⁃TF	18.5/13.2	0.86	19.5	62.60	10.56	［74］
50	SM75	NoCA⁃1	-5.45/-3.88	1.43	J52	5.61/2.16	0.769	24.69	61.69	11.71	［75］
No.	Acceptor		E_HOMO/ E_LUMO（eV）	E_g^opt/eV	Donor	μ_h/μ_e （10^-4cm²∙V^-1∙s^-1）	V_OC/V	J_SC/ （mA∙cm^-2）	FF（%）	PCE（%）	Ref.
51	SM76	NoCA⁃5	-5.43/-3.83	1.44	J52	6.21/7.02	0.814	26.02	69.96	14.82	［75］
52	SM77	TPDC⁃4F	-5.83/-3.99	1.42	PBDB⁃TF	4.11/4.06	0.852	22.19	70.60	13.35	［76］
53	SM78	C8⁃4F	-5.65/-4.01	1.41	PBDB⁃TF	3.29/2.46	0.818	22.30	64.82	11.82	［77］
54	SM79	C8⁃4Cl	-5.69/-4.01	1.39	PBDB⁃TF	3.28/2.20	0.824	22.33	62.75	11.54	［77］
55	SM80	C6C4⁃4F	-5.66/-3.98	1.42	PBDB⁃TF	3.59/2.87	0.824	22.52	67.34	12.50	［77］
56	SM81	C6C4⁃4Cl	-5.69/-3.99	1.39	PBDB⁃TF	5.40/4.38	0.838	22.81	67.40	12.88	［77］
57	SM82	C8C8⁃4F	-5.69/-4.00	1.42	PBDB⁃TF	5.06/4.20	0.837	22.70	69.42	13.18	［77］
58	SM83	C8C8⁃4Cl	-5.75/-4.02	1.40	PBDB⁃TF	6.25/5.87	0.818	23.80	72.50	14.11	［77］
59	SM84	NOF⁃3	-5.55/-3.77	1.55	PBDB⁃T	4.95/3.42	0.898	18.49	69.74	11.58	［78］
60	SM85	NOC6F⁃1	-5.55/-3.77	1.58	PBDB⁃T	25.6/20.7	0.95	17.08	65.79	10.62	［79］
61	SM86	NOC6F⁃2	-5.50/-3.72	1.68	PBDB⁃T	8.39/6.02	0.96	13.21	53.26	6.74	［79］
62	SM87	DNO15T	-5.75/-3.94	1.52	PBDB⁃T	1.52/1.68	0.89	18.95	63.56	10.72	［80］
63	SM88	TT⁃S⁃2F	-5.59/-3.60	1.39	D18	1.94/1.76	0.83	24.23	76.10	15.29	［81］
64	SM89	Isopropyl⁃2F	-5.69/-3.90	1.31	D18	93.1/24.0	0.87	24.02	59.79	12.55	［82］
65	SM90	TT⁃C8T	-5.77/-3.91	1.55	D18	2.42/1.95	0.91	19.31	59.10	10.42	［83］
66	SM91	TT⁃TC8	-5.79/-3.90	1.44	D18	3.31/2.83	0.86	23.06	66.20	13.13	［83］
67	SM92	CH₃⁃2F	-5.59/-4.01	1.42	PBDB⁃T	1.23/0.942	0.77	22.76	69.85	12.28	［84］
68	SM93	BM⁃2F	-5.54/-3.97	1.43	D18	—	0.91	24.21	73.35	16.15	［85］
69	SM94	2BTh⁃2F	-5.55/-3.98	1.43	PBDB⁃T	4.16/3.44	0.84	24.02	72.14	14.53	［86］
70	SM95	L1	-5.76/-3.98	1.56	PBDB⁃TF	5.56/5.22	0.85	23.00	78.90	15.40	［87］
71	SM96	L2	-5.68/-3.94	1.52	PBDB⁃TF	3.42/2.78	0.89	23.86	76.50	16.20	［87］
72	SM97	X⁃PCIC	-5.37/-3.79	1.37	PBDB⁃T	2.63/1.84	0.84	21.80	62.51	11.50	［88］
73	SM98	BDDEH⁃4F	-5.57/-3.94	1.41	PBDB⁃TF	21.1/7.34	0.88	22.57	63.38	12.59	［89］
74	SM99	BDC⁃4F⁃C6	-5.72/-3.76	1.40	PBDB⁃T	2.32/0.268	0.728	19.50	46.40	6.58	［90］
75	SM100	BCPDT⁃1	-5.36/-3.85	1.36	PBDB⁃T	6.76/4.12	0.76	16.29	59.10	7.54	［91］
76	SM101	F8IDT⁃Br	-5.82/-3.87	1.70	PBDB⁃TF	0.827/0.411	0.98	14.60	67.76	9.70	［92］
77	SM102	C8IDT⁃Br	-5.73/-3.86	1.63	PBDB⁃TF	0.748/0.336	0.97	15.66	64.81	9.85	［92］
78	SM103	CTIC⁃4F	-5.40/-4.00	1.30	PTB7⁃Th	—	0.70	23.40	64.00	10.50	［93］
79	SM104	DTC⁃BO⁃4F	-5.59/-3.83	1.35	PBDB⁃T	2.68/1.70	0.83	22.77	70.22	13.26	［94］
80	SM105	DTS⁃BO⁃4F	-5.53/-3.80	1.42	PBDB⁃T	1.75/0.851	0.86	19.23	68.90	11.40	［94］
81	SM106	DTP⁃BO⁃4F	-5.63/-3.86	1.36	PBDB⁃T	0.985/0.231	0.84	6.49	48.80	2.65	［94］
82	SM107	DTh⁃OC8⁃2F	-5.48/-3.90	1.40	PBDB⁃T	-/2.35	0.85	23.65	70.38	14.13	［95］
83	SM108	BDTC⁃4Cl	-5.35/-3.75	1.42	PBDB⁃T	1.21/1.51	0.864	18.56	59.50	9.54	［96］
84	SM109	Cl⁃4F	-5.49/-3.89	1.485	PBDB⁃T	0.64/0.38	0.850	19.59	62.30	10.38	［97］
85	SM110	Cl⁃4Cl	-5.58/-3.91	1.467	PBDB⁃T	1.05/1.21	0.832	20.07	65.20	10.88	［97］
86	SM111	NTCPDT⁃4F	-5.58/-3.65	1.44	PBDB⁃T	5.28/17.0	0.86	20.01	63.00	10.79	［98］
87	SM112	DTBCIC⁃Cl	-5.62/-3.87	1.18	PBDB⁃TF	11.0/11.1	0.89	20.40	69.39	12.71	［99］
88	SM113	DTBTzMe⁃IC2Cl	-5.61/-3.77	1.44	PBDB⁃T	2.57/2.50	0.82	20.50	73.20	12.30	［100］
89	SM114	BTTBo⁃4FN	-5.48/-3.86	1.40	PBDB⁃T	10.7/0.821	0.84	19.56	70.47	11.60	［101］

Table 2 Optical, electrochemical and photovoltaic properties of NFREAs

No.	Acceptor		E_HOMO/ E_LUMO（eV）	E $g o p t$ /eV	Donor	μ_h/μ_e （10^-4cm²∙V^-1∙s^-1）	V_OC/V	J_SC/ （mA∙cm^-2）	FF（%）	PCE（%）	Ref.
1	SM26	DF⁃PCIC	-5.49/-3.77	1.59	PBDB⁃T	1.28/0.26	0.91	15.66	72.00	10.14	［21］
2	SM27	FO⁃PCIC	-5.49/-3.75	1.59	PBDB⁃T	—	0.90	15.02	61.12	8.32	［42］
3	SM28	HC⁃PCIC	-5.54/-3.87	1.48	PBDB⁃TF	3.80/4.02	0.89	18.13	72.06	11.75	［42］
4	SM29	DF⁃PCNC	-5.42/-3.81	1.54	PBDB⁃T	6.51/1.97	0.86	18.16	72.62	11.63	［43］
5	SM30	OF⁃PCIC	-5.66/-3.86	1.59	PBDB⁃TF	1.29/0.32	0.91	13.76	73.37	9.09	［44］
6	SM31	HFO⁃PCIC	-5.50/-3.81	1.48	PBDB⁃TF	0.86/0.25	0.93	12.62	70.99	8.36	［44］
7	SM32	DTP⁃in⁃F	-5.53/-3.92	1.50	PBDB⁃TF	15.6/7.42	0.91	18.54	63.2	10.66	［45］
8	SM33	UF⁃Pr⁃2F	-5.41/-4.02	1.39	J52	—	0.80	21.58	54.00	9.32	［46］
9	SM34	UF⁃iBu⁃2F	-5.46/-4.09	1.38	J52	—	0.79	21.95	62.00	10.75	［46］
10	SM35	DOC6⁃IC	-5.33/-3.72	1.43	PBDB⁃T	2.86/3.59	0.91	19.21	60.11	10.52	［47］
11	SM36	DOC8IC	-5.36/-3.71	1.39	PBDB⁃T	2.63/2.09	0.92	17.74	57.65	9.41	［47］
12	SM37	UF⁃C8⁃F	-5.45/-4.10	1.35	J52	0.710/0.127	0.81	22.39	62.00	11.24	［46］
13	SM38	UF⁃C2C5⁃2F	-5.46/-4.07	1.39	J52	0.629/0.125	0.80	22.05	57.00	10.05	［46］
14	SM39	DOC2C6⁃IC	-5.38/-3.73	1.44	PBDB⁃T	3.33/2.22	0.93	18.85	63.33	11.10	［47］
15	SM40	UF⁃EH⁃2F	-5.49/-4.11	1.37	J52	1.34/1.07	0.79	24.87	69.00	13.56	［46］
16	SM41	CPDT⁃ICMe	-5.30/-3.48	1.46	P3HT	0.845/0.185	0.77	16.52	65.00	8.17	［48］
17	SM42	BN⁃2F	-5.39/-3.99	1.40	J52	2.38/3.09	0.813	25.25	70.78	14.53	［49］
18	SM43	o⁃DOC6⁃2F	-5.49/-3.83	1.51	PBDB⁃T	1.31/0.923	0.89	18.58	71.84	11.87	［50］
19	SM44	o⁃DOC8⁃2F	-5.54/-3.85	1.50	PBDB⁃T	1.27/0.843	0.88	18.15	70.10	11.23	［50］
20	SM45	o⁃DOC2C6⁃2F	-5.52/-3.84	1.48	PBDB⁃T	0.116/0.531	0.88	17.82	69.20	10.80	［50］
21	SM46	SiOC2C6⁃4Cl	-5.48/-3.79	1.39	PBDB⁃T	1.37/1.11	0.87	20.35	63.73	11.29	［51］
22	SM47	DBD⁃4F	-5.55/-3.74	1.38	PBDB⁃T	4.32/1.87	0.88	15.92	59.52	8.34	［52］
23	SM48	FOC2C6⁃2FIC	-5.51/-3.84	1.43	PBDB⁃T	1.81/1.16	0.87	19.66	72.10	12.36	［53］
24	SM49	Cl⁃4F	-5.51/-3.97	1.54	PBDB⁃TF	2.62/2.30	0.945	19.73	62.80	11.71	［54］
25	SM50	PCBM⁃C6	-5.26/-3.84	1.43	PBDB⁃T	1.63/0.68	0.86	20.41	71.15	12.51	［55］
26	SM51	PCBM⁃C10	-5.27/-3.84	1.41	PBDB⁃T	2.01/1.13	0.87	21.30	72.66	13.55	［55］
27	SM52	DBT⁃4F	-5.67/-3.87	1.43	PBDB⁃T	5.17/2.95	0.88	19.65	70.24	12.14	［52］
28	SM53	DBT⁃HD	-5.63/-3.95	1.38	PBDB⁃T	7.76/4.89	0.85	21.75	73.39	13.57	［56］
29	SM54	DTPBT8⁃4F	-5.71/-3.96	1.44	PBDB⁃T	0.821/0.716	0.88	21.15	64.02	11.92	［57］
30	SM55	HF⁃TCIC	-5.43/-3.83	1.44	PBDB⁃T	0.833/0.153	0.76	20.04	65.00	9.86	［58］
31	SM56	C6OT⁃4F	-5.36/-4.03	1.33	PTB7⁃Th	0.353/0.0996	0.761	21.50	60.01	9.83	［59］
32	SM57	ThPF-4F	-5.49/-4.02	1.34	PBDB⁃T	0.311/0.0681	0.81	22.20	65.79	11.83	［60］
33	SM58	o⁃TT⁃Cl	-5.70/-3.91	1.49	D18	1.14/0.99	0.89	20.77	69.14	12.84	［61］
34	SM59	QOC6⁃4Cl	-5.62/-3.87	1.45	PBDB⁃T	5.34/5.09	0.782	22.91	69.01	12.32	［62］
35	SM60	QOD⁃2Cl	-5.62/-3.81	1.43	PBDB⁃T	1.78/2.21	0.824	20.74	62.44	10.67	［63］
36	SM61	QOS⁃2Cl	-5.61/-3.77	1.42	PBDB⁃T	2.18/2.42	0.845	21.03	68.70	12.19	［63］
37	SM62	QCIC3	-5.52/-3.89	1.38	PBDB⁃T	1.41/0.803	0.816	19.39	66.90	10.55	［64］
38	SM63	UF⁃Qx⁃2Cl	-5.55/-3.89	1.29	J52	2.38/1.09	0.76	22.71	63.09	10.81	［65］
39	SM64	BTCIC	-5.54/-4.00	1.36	PBDB⁃T	22/5.5	0.79	18.60	63.00	9.30	［66］
40	SM65	BTCIC⁃4Cl	-5.64/-4.12	1.31	PBDB⁃T	29/6.5	0.63	23.20	69.00	10.20	［66］
41	SM66	BT⁃F	-5.41/-3.70	1.33	PTQ10	0.121/0.138	0.82	16.99	59.30	8.26	［67］
42	SM67	BFC⁃4F	-5.54/-3.82	1.45	PTQ10	1.78/0.591	0.81	20.50	72.35	12.05	［68］
43	SM68	BTOR-IC4F	-5.92/-4.23	1.37	PBDB⁃T	1.34/0.717	0.80	20.57	69.60	11.48	［69］
44	SM69	BCDT⁃4F	-5.46/-3.86	1.40	PBDB⁃T	2.60/2.09	0.80	18.28	66.00	9.65	［70］
45	SM70	BCDT⁃4Cl	-5.47/-3.88	1.38	PBDB⁃T	3.73/3.54	0.76	23.77	67.00	12.10	［70］
46	SM71	WHC⁃1	-5.64/-4.29	1.35	PBDB⁃TF	15.5/6.3	0.69	17.83	54.00	6.61	［71］
47	SM72	TOCR2	-5.59/-4.02	1.29	P1	4.56/3.59	0.87	24.22	72.00	15.17	［72］
48	SM73	BTC6⁃4F	-5.56/-3.86	1.43	PBDB⁃T	5.76/5.29	0.79	19.81	71.65	11.23	［73］
49	SM74	ffBTz⁃HD	-5.71/-4.09	1.40	PBDB⁃TF	18.5/13.2	0.86	19.5	62.60	10.56	［74］
50	SM75	NoCA⁃1	-5.45/-3.88	1.43	J52	5.61/2.16	0.769	24.69	61.69	11.71	［75］
No.	Acceptor		E_HOMO/ E_LUMO（eV）	E_g^opt/eV	Donor	μ_h/μ_e （10^-4cm²∙V^-1∙s^-1）	V_OC/V	J_SC/ （mA∙cm^-2）	FF（%）	PCE（%）	Ref.
51	SM76	NoCA⁃5	-5.43/-3.83	1.44	J52	6.21/7.02	0.814	26.02	69.96	14.82	［75］
52	SM77	TPDC⁃4F	-5.83/-3.99	1.42	PBDB⁃TF	4.11/4.06	0.852	22.19	70.60	13.35	［76］
53	SM78	C8⁃4F	-5.65/-4.01	1.41	PBDB⁃TF	3.29/2.46	0.818	22.30	64.82	11.82	［77］
54	SM79	C8⁃4Cl	-5.69/-4.01	1.39	PBDB⁃TF	3.28/2.20	0.824	22.33	62.75	11.54	［77］
55	SM80	C6C4⁃4F	-5.66/-3.98	1.42	PBDB⁃TF	3.59/2.87	0.824	22.52	67.34	12.50	［77］
56	SM81	C6C4⁃4Cl	-5.69/-3.99	1.39	PBDB⁃TF	5.40/4.38	0.838	22.81	67.40	12.88	［77］
57	SM82	C8C8⁃4F	-5.69/-4.00	1.42	PBDB⁃TF	5.06/4.20	0.837	22.70	69.42	13.18	［77］
58	SM83	C8C8⁃4Cl	-5.75/-4.02	1.40	PBDB⁃TF	6.25/5.87	0.818	23.80	72.50	14.11	［77］
59	SM84	NOF⁃3	-5.55/-3.77	1.55	PBDB⁃T	4.95/3.42	0.898	18.49	69.74	11.58	［78］
60	SM85	NOC6F⁃1	-5.55/-3.77	1.58	PBDB⁃T	25.6/20.7	0.95	17.08	65.79	10.62	［79］
61	SM86	NOC6F⁃2	-5.50/-3.72	1.68	PBDB⁃T	8.39/6.02	0.96	13.21	53.26	6.74	［79］
62	SM87	DNO15T	-5.75/-3.94	1.52	PBDB⁃T	1.52/1.68	0.89	18.95	63.56	10.72	［80］
63	SM88	TT⁃S⁃2F	-5.59/-3.60	1.39	D18	1.94/1.76	0.83	24.23	76.10	15.29	［81］
64	SM89	Isopropyl⁃2F	-5.69/-3.90	1.31	D18	93.1/24.0	0.87	24.02	59.79	12.55	［82］
65	SM90	TT⁃C8T	-5.77/-3.91	1.55	D18	2.42/1.95	0.91	19.31	59.10	10.42	［83］
66	SM91	TT⁃TC8	-5.79/-3.90	1.44	D18	3.31/2.83	0.86	23.06	66.20	13.13	［83］
67	SM92	CH₃⁃2F	-5.59/-4.01	1.42	PBDB⁃T	1.23/0.942	0.77	22.76	69.85	12.28	［84］
68	SM93	BM⁃2F	-5.54/-3.97	1.43	D18	—	0.91	24.21	73.35	16.15	［85］
69	SM94	2BTh⁃2F	-5.55/-3.98	1.43	PBDB⁃T	4.16/3.44	0.84	24.02	72.14	14.53	［86］
70	SM95	L1	-5.76/-3.98	1.56	PBDB⁃TF	5.56/5.22	0.85	23.00	78.90	15.40	［87］
71	SM96	L2	-5.68/-3.94	1.52	PBDB⁃TF	3.42/2.78	0.89	23.86	76.50	16.20	［87］
72	SM97	X⁃PCIC	-5.37/-3.79	1.37	PBDB⁃T	2.63/1.84	0.84	21.80	62.51	11.50	［88］
73	SM98	BDDEH⁃4F	-5.57/-3.94	1.41	PBDB⁃TF	21.1/7.34	0.88	22.57	63.38	12.59	［89］
74	SM99	BDC⁃4F⁃C6	-5.72/-3.76	1.40	PBDB⁃T	2.32/0.268	0.728	19.50	46.40	6.58	［90］
75	SM100	BCPDT⁃1	-5.36/-3.85	1.36	PBDB⁃T	6.76/4.12	0.76	16.29	59.10	7.54	［91］
76	SM101	F8IDT⁃Br	-5.82/-3.87	1.70	PBDB⁃TF	0.827/0.411	0.98	14.60	67.76	9.70	［92］
77	SM102	C8IDT⁃Br	-5.73/-3.86	1.63	PBDB⁃TF	0.748/0.336	0.97	15.66	64.81	9.85	［92］
78	SM103	CTIC⁃4F	-5.40/-4.00	1.30	PTB7⁃Th	—	0.70	23.40	64.00	10.50	［93］
79	SM104	DTC⁃BO⁃4F	-5.59/-3.83	1.35	PBDB⁃T	2.68/1.70	0.83	22.77	70.22	13.26	［94］
80	SM105	DTS⁃BO⁃4F	-5.53/-3.80	1.42	PBDB⁃T	1.75/0.851	0.86	19.23	68.90	11.40	［94］
81	SM106	DTP⁃BO⁃4F	-5.63/-3.86	1.36	PBDB⁃T	0.985/0.231	0.84	6.49	48.80	2.65	［94］
82	SM107	DTh⁃OC8⁃2F	-5.48/-3.90	1.40	PBDB⁃T	-/2.35	0.85	23.65	70.38	14.13	［95］
83	SM108	BDTC⁃4Cl	-5.35/-3.75	1.42	PBDB⁃T	1.21/1.51	0.864	18.56	59.50	9.54	［96］
84	SM109	Cl⁃4F	-5.49/-3.89	1.485	PBDB⁃T	0.64/0.38	0.850	19.59	62.30	10.38	［97］
85	SM110	Cl⁃4Cl	-5.58/-3.91	1.467	PBDB⁃T	1.05/1.21	0.832	20.07	65.20	10.88	［97］
86	SM111	NTCPDT⁃4F	-5.58/-3.65	1.44	PBDB⁃T	5.28/17.0	0.86	20.01	63.00	10.79	［98］
87	SM112	DTBCIC⁃Cl	-5.62/-3.87	1.18	PBDB⁃TF	11.0/11.1	0.89	20.40	69.39	12.71	［99］
88	SM113	DTBTzMe⁃IC2Cl	-5.61/-3.77	1.44	PBDB⁃T	2.57/2.50	0.82	20.50	73.20	12.30	［100］
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