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  近年來(lái)，有機(jī)聚合物太陽(yáng)能電池獲得了快速的發(fā)展，引起了全球科研工作者的廣泛關(guān)注。目前，相比富勒烯聚合物太陽(yáng)能電池，非富勒烯聚合物單節(jié)太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)已經(jīng)超過(guò)14%。廣泛研究的有機(jī)光伏(OPV)材料包括小分子和聚合物給體以及小分子和聚合物受體，但是，無(wú)規(guī)共軛聚合物給體和受體的研究相對(duì)較少。因此，開展無(wú)規(guī)共聚物為有機(jī)太陽(yáng)能電池提供了更多可供選擇的聚合物給體或者受體，也有利于更大程度提高有機(jī)光伏效率。

  有機(jī)太陽(yáng)能電池的PCE與開路電壓(Voc)，短路電流密度(Jsc)和填充因子(FF)具有一定的比例關(guān)系。通過(guò)引入第三組分調(diào)節(jié)分子吸收及吸收系數(shù)、軌道能級(jí)，還能夠精準(zhǔn)地調(diào)控分子的結(jié)晶性，使得開路電壓(Voc)，短路電流密度(Jsc)和填充因子(FF)獲得全面的提高。因此，在《高分子學(xué)報(bào)》2019年第1期發(fā)表的專論中南昌大學(xué)陳義旺教授課題組系統(tǒng)評(píng)述了無(wú)規(guī)共聚策略精準(zhǔn)調(diào)控分子結(jié)構(gòu)以及有機(jī)光伏性能方面的研究進(jìn)展。

  近年來(lái)，陳義旺教授課題組在精準(zhǔn)調(diào)控?zé)o規(guī)共軛聚合物分子結(jié)構(gòu)方面取得較大的進(jìn)展�；贜2200聚合物構(gòu)建的無(wú)規(guī)共聚物受體PNDI-2T-TR，器件效率達(dá)到8.13% (Angew.Chem. Int. Ed., 2018, 57, 4580-4584)，是目前無(wú)規(guī)共聚物受體最高的效率之一，并且相比N2200器件，Voc、Jsc和FF均獲得全面的提高。器件參數(shù)大幅度提高的主要原因是精準(zhǔn)調(diào)控?zé)o規(guī)共聚物的分子結(jié)構(gòu)，改善吸收強(qiáng)度、控制能級(jí)和降低分子結(jié)晶性，從而獲得器件參數(shù)的全面提高。在無(wú)規(guī)共聚物給體方面，在PffBT4T-2OD體系中添加第三組分四氟苯構(gòu)建的三元聚合物給體PffBT-2TPF4-9/1，來(lái)降低分子的強(qiáng)結(jié)晶性，并與PC61BM搭配，其最優(yōu)的器件效率達(dá)到9.4% (Nano Energy, 2017, 37, 32–39)，F(xiàn)F達(dá)到70%。相比PffBT4T-2OD:PC61BM器件，PffBT-2TPF4-9/1:PC61BM光伏器件實(shí)現(xiàn)室溫溶液加工有機(jī)太陽(yáng)能電池，并且達(dá)到很好的電荷傳輸。另外，通過(guò)使用非鹵溶劑改善分子形貌，促進(jìn)太陽(yáng)能效率的提高，他們采用三甲苯作為非鹵溶劑，將PffBT-2TPF4-9/1:PC61BM器件效率提高到9.9% (Nano Energy, 2017, 41, 27–34)，并且Voc和FF均獲得很好的提高。

  綜上，該篇文章系統(tǒng)評(píng)述了無(wú)規(guī)共聚策略精準(zhǔn)調(diào)控分子結(jié)構(gòu)對(duì)紫外吸收及吸收系數(shù)、電子軌道能級(jí)、溶解性和薄膜形貌以及結(jié)晶性的影響。為廣大科研工作者在無(wú)規(guī)共聚物材料的精準(zhǔn)調(diào)控方面，提供了更為有效的策略。最后，并對(duì)該方向的發(fā)展提出了前瞻性的期望和愿景。

  相關(guān)工作由南昌大學(xué)陳義旺教授課題組發(fā)表在《高分子學(xué)報(bào)》專論欄目，文章的第一作者是南昌大學(xué)化學(xué)學(xué)院的張有地博士，南昌大學(xué)陳義旺教授為通訊作者(高分子學(xué)報(bào). 2019, 50(1): 13-26, 

  DOI: doi/10.11777/j.issn1000-3304.2018.18193)。

  鏈接地址：http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20180193chenyiwang.pdf