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  全聚合物太陽(yáng)能電池（all-PSCs）的光活性層由p型共軛聚合物作為電子給體和n型共軛聚合物作為電子受體共混組成，具有良好的溶液加工性、機(jī)械柔性和良好的形貌穩(wěn)定性，近年來(lái)吸引了越來(lái)越多研究者的興趣。主要得益于高性能n型聚合物受體的快速創(chuàng)新，目前all-PSCs的能量轉(zhuǎn)換效率（PCE）已經(jīng)超過(guò)16%。然而，相比于聚合物給體:小分子受體基的有機(jī)太陽(yáng)能電池（PCE超過(guò)18%），all-PSCs的光伏性能仍然相對(duì)落后，這主要是由于高性能聚合物受體相對(duì)匱乏以及all-PSCs的光活性層微觀形貌不易調(diào)控。

  為了提高all-PSCs的光伏性能，最近鄭州大學(xué)化學(xué)學(xué)院孫晨凱課題組和中科院化學(xué)所李永舫院士團(tuán)隊(duì)合作，通過(guò)三元策略，將他們前期開(kāi)發(fā)的低成本高效聚合物給體PTQ10作為第三組分引入到PM6:PY-IT基的全聚合物太陽(yáng)能電池的光活性層中，來(lái)調(diào)控和優(yōu)化光活性層（PM6:PY-IT）的微觀形貌（Fig. 1）。PTQ10的加入誘導(dǎo)了減小的分子π-π堆積距離、增加的分子π-π堆積相干長(zhǎng)度和垂直基底方向上更加有序的分子堆積取向(Fig. 2)，這引起了光活性層中激子解離概率提高、載流子復(fù)合減少且電荷傳輸增強(qiáng)。另外，得益于PTQ10更深的HOMO能級(jí)，三元器件表現(xiàn)出提高的開(kāi)路電壓。最終，得益于同時(shí)提高的開(kāi)路電壓、短路電流密度和填充因子，基于PM6:PTQ10:PY-IT的三元all-PSCs實(shí)現(xiàn)了16.52%的PCE，這是當(dāng)前all-PSCs的最高效率之一。同時(shí)，該器件表現(xiàn)出優(yōu)異的厚膜性能(Fig. 3)，在光活性層厚度為~205 nm和~306 nm時(shí)，依然實(shí)現(xiàn)了15.27%和13.91%的PCEs，它們均是目前報(bào)道的基于厚膜的all-PSCs電池的最高效率，這非常有利于器件的卷對(duì)卷大面積印刷制備。這個(gè)研究工作證明了三元共混策略對(duì)提高all-PSCs光伏性能的重要性，并表明PM6:PTQ10:PY-IT基的三元all-PSCs在商業(yè)化應(yīng)用中具有巨大的潛力。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202108749