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  與傳統(tǒng)的聚合物太陽(yáng)能電池(PSCs)相比，全聚合物太陽(yáng)能電池(all-PSCs)具有成本低、機(jī)械性能高和形貌穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，全聚合物太陽(yáng)能的光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)得到極大提升，最高的PCE記錄由二元全聚合物太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)，達(dá)到10%。然而，二元全聚合物太陽(yáng)能電池混合活化層的光吸收范圍較窄，限制了器件性能的進(jìn)一步提升。而三元聚合物太陽(yáng)能電池在光吸收和載流子轉(zhuǎn)移方面優(yōu)于二元全聚合物太陽(yáng)能電池，具有獲得更高PCE的潛力。而且與傳統(tǒng)的疊層太陽(yáng)能電池相比，三元聚合物太陽(yáng)能電池的制備過(guò)程更為簡(jiǎn)單。

  南方科技大學(xué)的何鳳副教授研究團(tuán)隊(duì)和北京大學(xué)的趙達(dá)慧教授研究團(tuán)隊(duì)利用PTB7-Th和氯取代的PBClT聚合物為共給體，NDP-V-C7為聚合物受體，制備了高效的三元全聚合物太陽(yáng)電池。首先，PBClT和PTB7-Th具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，PBClT中氯原子的引入微調(diào)了其能級(jí)排布，使兩個(gè)給體聚合物之間出現(xiàn)能級(jí)差，并有利于形成級(jí)聯(lián)能級(jí)，促進(jìn)電荷的傳輸。其次，PBClT聚合物具有更深的HOMO能級(jí)，和NDP-V-C7制備的全聚合物太陽(yáng)電池具有更高的開(kāi)路電壓（Voc）。

Fig. 1 (a) Chemical structures of PTB7-Th, PBClT and NDP-V-C7. (b) Normalized UV-Vis absorptions of PTB7-Th, PBClT and NDP-V-C7 films. (c)The molecular energy levels of PTB7-Th, PBClT and NDP-V-C7.

  因此，通過(guò)調(diào)整三元共混器件中PBClT的含量，可實(shí)現(xiàn)全聚合物太陽(yáng)電池開(kāi)路電壓的精確調(diào)控，提高器件效率。最后，得益于PBClT和PTB7-Th的結(jié)構(gòu)相似性，PBClT的引入能夠進(jìn)一步優(yōu)化混合薄膜的形貌。通過(guò)器件優(yōu)化，三元全聚合物太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了9.03%！

  論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s11426-018-9371-0