راندمان تبدیل انرژی سلول های خورشیدی آلی (OSC) در چند سال گذشته به طور قابل توجهی بهبود یافته است. در حال حاضر، OSC های بسیار کارآمد اغلب به گیرنده های الکترون حلقه ذوب شده (FREA) متکی هستند. این نوع گیرنده الکترون می‌تواند به واکنش‌های پیچیده بستن حلقه نیاز داشته باشد که کاربردهای عملی را محدود می‌کند.
گیرنده‌های الکترون حلقه‌ای غیر همجوشی (NFREA) به دلیل سنتز ساده‌شان، برای تجاری‌سازی سلول‌های خورشیدی آلی (OSC) امیدوارکننده هستند. تاکنون، NFREA ها برای دستیابی به راندمان تبدیل توان (PCEs) بیش از 16 درصد استفاده شده اند. درک اطلاعات بسته بندی می تواند برای افزایش کارایی مفید باشد. با این حال، به دست آوردن تک بلورهای NFREA که برای پراش پرتو ایکس مناسب هستند، می‌تواند چالش برانگیز باشد، به عنوان مثال، به دلیل زنجیره‌های جانبی منشعب بزرگ.
دانشگاه فناوری گوانگژو چین و همکارانش چهار NFREA نوع A–D–A’–D–A (به نام‌های EH-4F، C4-4F، EH-4Cl، و C4-4Cl؛ در تصویرزیر) توسعه داده‌اند.، ترکیبی از هالوژناسیون گروه پایانی و مهندسی زنجیره جانبی است. این تیم تک بلورهای NFREA را از طریق روش انتشار حلال به دست آوردند. آنها دریافتند که برهمکنش های S⋅⋅⋅F بین مولکولی متعدد بین واحدهای سیکلوپنتادیتیوفن و 5،6-دی فلورو-3-(دی سیانوماتیلن) ایندانون می تواند باعث تشکیل دایمر نامطلوب (تصویر زیر در سمت راست) در EH-4F و C4-4F شود. این تشکیل دایمر می‌تواند منجر به انباشتگی غیرموثر π-π شود. چنین دایمری در بلورهای همتایان کلردار مشاهده نشد.
این تیم همچنین دریافتند که مهندسی زنجیره جانبی می تواند برای دستکاری جهت گیری مولکولی استفاده شود. زنجیره جانبی کوتاه‌تر n-بوتیل منجر به بسته‌بندی مولکولی نزدیک‌تر در C4-4Cl شد، اما EH-4Cl با زنجیره‌های جانبی 2-اتیل هگزیل خود جهت‌گیری رو به روی پیشرفته‌تری را در لایه‌های نازک نشان داد که برای انتقال بار عمودی و کاهش نوترکیبی بار مطلوب است. . در نتیجه، PCE 13.0٪ برای OSCهای مبتنی بر EH-4Cl به دست آمد. به طور کلی، این کار اهمیت بسته بندی مولکولی و کنترل جهت گیری را برای NFREA های نوع A-D-A’-D-A با عملکرد بالا برجسته می کند و می تواند بینش مفیدی برای توسعه مواد پذیرنده با کارایی بالا و کم هزینه ارائه دهد.
