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  能源的持續(xù)供給是人類社會不斷發(fā)展的基礎(chǔ)。有機太陽能電池由于質(zhì)輕、柔性等特點明顯不同于傳統(tǒng)的硅基等商業(yè)化電池，因而具有更為廣闊的應(yīng)用場景。受體材料的發(fā)展對有機太陽能電池具有極大推動作用。齊聚物受體兼具小分子和聚合物的優(yōu)點，比如確定的分子結(jié)構(gòu)和良好的穩(wěn)定性，然而A-DA’D-A類型的齊聚物受體尚未由相關(guān)報道，因而探索該類齊聚物受體在有機太陽能電池中的應(yīng)用具有非常重要的意義。

圖1. BTIC-EH、dBTICg-EH、dBTICg-BO、tBTICg-BO、A-DA’D-A類型的齊聚物受體的合成路線。

  近期，南方科技大學(xué)何鳳團隊率先設(shè)計并合成了A-DA’D-A類型的齊聚物受體材料：dBTICg-EH、dBTICg-BO和tBTICg-BO，具體合成路線如圖1所示。研究表明，該類齊聚物受體與小分子（BTIC-EH）和聚合物（pBTICg-OD）具有相似薄膜吸收光譜(圖2a)，但齊聚物的HOMO和LUMO能級均較小分子低（圖2b），因而可以與HOMO能級較低給體PM6匹配。當與PM6共混制備成器件后，三個齊聚物的電子和空穴遷移率均有大幅提升，其中dBTICg-EH比BTIC-EH的遷移率提高了5倍有余（圖2c），其光伏性能也遠優(yōu)于小分子和聚合物，光電轉(zhuǎn)換效率高達14.48%（圖2d）。穩(wěn)定性測試表明，基于齊聚物受體的器件也表現(xiàn)出最高的穩(wěn)定性（圖2g）。在100 mW cm^-2光照條件下，dBTICg-EH的T80（光電轉(zhuǎn)換效率衰減至80%所需時間）高達1000小時，遠高于BTIC-EH的T80（260小時）和pBTICg-OD的T80（640小時）。此外，該類齊聚物受體還可以用于雙層準平面異質(zhì)結(jié)器件的制備。當選用PBQx-H-TF為給體時，dBTICg-EH的準平面異質(zhì)結(jié)器件表現(xiàn)出16.06%的光電轉(zhuǎn)換效率（圖2e），這也是目前基于齊聚物受體太陽能電池的最高值（圖2f）。

  該工作表明小分子齊聚化為有機受體材料的發(fā)展提供了一個新的方向，為高效率高穩(wěn)定性的有機太陽能電池的制備提供了一種切實有效的方法。

  文章信息：

  Hengtao Wang, Congcong Cao, Hui Chen, Hanjian Lai, Chunxian Ke,Yulin Zhu, Heng Li, Feng He^*

  Oligomeric Acceptor: A “Two-in-One” Strategy to Bridge Small Molecules and Polymers for Stable Solar Devices

  DOI: 10.1002/anie.202201844

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202201844