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  該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了一種具有C_2V對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的平面單元（B2TCl）來(lái)構(gòu)筑可用綠色溶劑加工的有機(jī)太陽(yáng)能電池聚合物給體材料（PB2TCl-o和PB2TCl-i）。在以BTP-ec9-4F作為受體材料，PB2TCl-o作為給體材料，通過(guò)非鹵溶劑鄰二甲苯加工的器件中獲得了15.10%的光電轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，在基于PB2TCl-o給體材料的半透明器件也獲得了9.09%的光電轉(zhuǎn)換效率（AVT為23.09%，AT為24.2%）。另外，他們利用B2TCl單元來(lái)構(gòu)筑三元共聚給體材料(PW1和PW2)同樣得到了優(yōu)異的光電性能。通過(guò)非鹵溶劑鄰二甲苯加工，在基于PW1和PW2的器件中分別獲得了16.26%和17.19%的光電轉(zhuǎn)換效率。這一研究工作為開(kāi)發(fā)高效可綠色溶劑加工的有機(jī)太陽(yáng)能電池聚合物給體材料提供了新的設(shè)計(jì)思路。

  有機(jī)太陽(yáng)能電池因具有質(zhì)輕，廉價(jià)，可大面積印刷等優(yōu)點(diǎn)一直受到人們的廣泛關(guān)注。最近幾年得益于新型材料的開(kāi)發(fā)，特別是非富勒烯受體材料的迅猛發(fā)展，有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)突破19%，發(fā)展前景廣闊。但距離實(shí)際應(yīng)用，仍然有一些問(wèn)題有待解決。目前大多數(shù)高效有機(jī)太陽(yáng)能電池都采用含鹵溶劑來(lái)加工器件，比如氯仿，氯苯，鄰二氯苯等等。在工業(yè)生產(chǎn)中這些含鹵溶劑的使用無(wú)疑會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，發(fā)展高效可綠色溶劑加工的有機(jī)太陽(yáng)能電池對(duì)于未來(lái)的工業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。

本文亮點(diǎn)：

Scheme 1. The chemical structure of BTP-ec9-4F and synthetic routes of PB2TCl-o and PB2TCl-i.

Figure 1. Optimal geometries of building block (B2TCl-o and B2TCl-i) determined by DFT.

Figure 2. (a, b) Normalized absorptions of PB2TCl-o and PB2TCl-i in o-DMB at different temperature; (c) Normalized absorptions of BTP-ec9-4F, PB2TCl-o and PB2TCl-i as films; (d) energy diagram of devices.

Figure 3. (a) J-V and (b) EQEs curves; (c) transmission spectra of semitransparent OSCs; (d) color coordinates with different anode thicknesses on the CIE 1931 chromaticity diagram and photograph of semitransparent OSCs without Ag electrode.

Figure 4. (a~d) GIWAXS patterns of the neat/blend films of PB2TCl-o and PB2TCl-i. (e) The corresponding scattering profiles of the neat and blend films.

Figure 5. AFM and TEM images of PB2TCl-o:BTP-ec9-4F and PB2TCl-i:BTP-ec9-4F blend films.

Scheme 2. The chemical structures of random terpolymer PW1 and PW2.

文章第一作者為汪航和路皓，通訊作者為薄志山和劉亞輝，通訊單位是青島大學(xué)和北京師范大學(xué)。

  參考文獻(xiàn)：

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  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/aenm.202104028

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