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  有機(jī)太陽能電池具有質(zhì)輕、柔性、可溶液加工及易于大面積化制備等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。近年來，隨著大量有機(jī)共軛材料的開發(fā)和器件工藝的發(fā)展，有機(jī)太陽能電池的性能逐步提升。目前基于給體、受體材料共混的本體異質(zhì)結(jié)型有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換效率(PCE)已超過15%。然而該類器件中給體與受體以物理共混的方式組成吸光層所帶來的光、熱穩(wěn)定性等問題是限制其大面積制備及工業(yè)化應(yīng)用的主要因素。

  單組分有機(jī)太陽能電池的吸光層為單一組分，溶液成膜過程僅含一種共軛材料，且不存在給體/受體各自過度聚集的問題，為簡化器件制備工藝、提升器件穩(wěn)定性提供了一種有效的解決思路。單組分材料的微觀結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，為研究結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系提供了新契機(jī)。然而，單組分有機(jī)太陽能電池的研究非常滯后，很少被研究者關(guān)注，性能也遠(yuǎn)低于本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池。究其原因在于單組分共軛材料種類少，分子內(nèi)給/受體的相分離調(diào)控難度大。因此，發(fā)展新型單組分共軛材料及其相分離調(diào)控方法是提升單組分器件性能的關(guān)鍵。

  中國科學(xué)院化學(xué)研究所李韋偉研究員在《高分子學(xué)報(bào)》2019年第3期“高分子青年學(xué)者”專輯發(fā)表的專論中系統(tǒng)評(píng)述了給體/受體雙纜型共軛聚合物材料及其在單組分有機(jī)太陽能電池中的應(yīng)用。給體/受體型共軛聚合物是一類含給體主鏈與受體側(cè)鏈的共軛聚合物，通過分子內(nèi)相分離形成異質(zhì)結(jié)，從而作為單一吸光層應(yīng)用于單組分有機(jī)太陽能電池中。雙纜共軛聚合物及其單組分有機(jī)太陽能電池的研究均處于初級(jí)階段，光電轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)低于本體異質(zhì)結(jié)太陽能電池。該專論首先介紹了單組分有機(jī)太陽能電池的研究進(jìn)展，根據(jù)分子內(nèi)是否含有異質(zhì)結(jié)，將單組分材料劃分成兩大類；進(jìn)而系統(tǒng)評(píng)述了含異質(zhì)結(jié)的單組分共軛材料，包括小分子、嵌段共軛聚合物和雙纜型共軛聚合物；隨后，文章重點(diǎn)介紹了該課題組關(guān)于雙纜型共軛聚合物及其單組分有機(jī)太陽能電池研究的進(jìn)展，包括雙纜共軛聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合成方法、相分離調(diào)控及其單組分太陽能電池性能等方；最后，專論討論了雙纜共軛聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本策略及其存在的問題，并對(duì)未來提升單組分有機(jī)太陽能電池的性能提出展望。

  論文鏈接：http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20180212liweiwei.pdf