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  化石能源的加速消耗、能源需求的不斷增長以及環(huán)境污染的日趨嚴(yán)重正在迫使人們?nèi)ヌ剿骱褪褂们鍧嵉目稍偕茉�。在眾多的可再生能源中，太陽能由于取之不盡、分布廣泛且清潔無污染等優(yōu)點而廣受關(guān)注。在太陽能的利用中，通過半導(dǎo)體材料的光生伏打效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池是太陽能利用的重要形式。其中，第三代太陽能電池技術(shù)，特別是有機(jī)太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池，近年來受到廣泛關(guān)注并取得了快速的發(fā)展。

  喹喔啉（Qx）單元是兩個六元環(huán)稠合的雜環(huán)分子（含有兩個對稱的N原子），具有弱的缺電子性質(zhì)、較強(qiáng)的醌式共振取向、以及較多的可取代位點，是構(gòu)筑寬帶隙D-A共聚物理想的缺電子A單元。在這篇文章中，中科院化學(xué)所李永舫院士和鄭州大學(xué)孫晨凱博士等總結(jié)和討論了基于Qx單元的D-A共聚物在有機(jī)太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用。

  在有機(jī)太陽能電池光伏材料中，基于Qx單元的D-A共聚物給體長久以來吸引了研究人員們的廣泛興趣，特別是自2018年中科院化學(xué)所李永舫院士團(tuán)隊報道了低成本高效的D-A共聚物給體PTQ10以來。在文中，作者分別從主鏈調(diào)制、側(cè)鏈優(yōu)化和官能團(tuán)取代方面對基于Qx單元的D-A共聚物給體進(jìn)行了詳細(xì)的討論。另外，他們又分別討論了基于Qx單元的低成本高效的PTQ衍生物給體和基于Qx衍生物的D-A共聚物給體。本文主要關(guān)注Qx基的D-A 共聚物給體的分子設(shè)計策略和結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系，旨在為開發(fā)更高效的Qx基的D-A共聚物給體提供指導(dǎo)。

  此外，他們還總結(jié)和討論了基于Qx單元的D-A共聚物作為空穴傳輸材料在鈣鈦礦太陽能電池中的應(yīng)用，可以為提升鈣鈦礦太陽能電池的性能和穩(wěn)定性提供思路。

  上述成果于近期發(fā)表在Adv. Mater.2021, 2104161.上。鄭州大學(xué)孫晨凱博士為文章的第一作者兼通訊作者，中科院化學(xué)所李永舫院士為通訊作者。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202104161

  下載：Quinoxaline-Based D–A Copolymers for the Applications as Polymer Donor and Hole Transport Material in Polymer/Perovskite Solar Cells