近日，天津理工大学材料科学与工程学院陆燕研究员、王晶讲师与南开大学化学学院李晨曦教授及东华大学先进低维材料中心马在飞特聘研究员等合作，在国际知名期刊Chemical Engineering Journal上发表题为“Effect of nitro-substituted ending group on the photovoltaic and photocatalytic performance of non-fullerene acceptors”的文章（DOI: 10.1016/j.cej.2024.151467）。

有机半导体因其能够精细调节能级并具有强烈的光吸收特性而在各种光电应用中得到广泛的关注。在这些应用中，有机光伏（OPVs）近二十年来取得显著进展，主要得益于本体异质结（BHJ）策略的开发。Y系列非富勒烯受体（NFAs）大幅提高了OPVs效率，目前已接近20%。最新研究表明它们在BHJ光催化反应中也表现优异。化学修饰末端基团是提升有机太阳能电池（OSCs）性能的有效策略之一。然而，目前仅有少量修饰基团，被用于同时探索Y系列NFAs的光伏和光催化性质，对其他取代基的研究尚未广泛开展。在本研究中，硝基取代的末端基团被引入Y6骨架中，形成新的NFA Y6-NO。同时，将INCN引入Y6骨架中得到Y6-IN作为参比分子，用于同时研究光伏和光催化性能。在有机光伏，Y6-NO表现出红移吸收、低分子能级和增强电子传输，导致OSCs的PCE达到17.03%，明显高于Y6-IN的10.45%。然而，在水的光催化产氢反应（HER）中，Y6-NO的硝基基团降低了LUMO能级，与Pt共催化剂结合时，降低了过电位，导致其HER速率（72.2 mmol h-1 g-1）低于Y6-IN（108.5 mmol h-1 g-1）。该研究表明通过精确调控末端基团的化学修饰，可以有效调节受体的光伏和光催化性质。