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  聚合物太陽能電池（PSCs）因其具有質量輕、柔性強、色彩豐富等優點而備受關注。特別是，近幾年窄帶隙非富勒烯小分子受體材料廣泛應用于有機光伏領域，使得PSCs的能量轉換效率（PCE）從11%提高到了19%以上，接近理論值。然而，PSC組件在戶外環境運行時會受到熱應力因素影響，通常會使得活性層形貌發生演變，最終導致器件性能衰減。因此，活性層熱穩定性問題是有機太陽能電池實現商業應用必須妥善解決的科學難題。

  近日，武漢大學高等研究院閔杰教授課題組設計并合成了一種鉸鏈狀二聚體小分子受體材料DT19（圖1a），并將其作為第三組分引入到PM1:BTP-eC9二元體系中，實現了對于初始體系效率和熱穩定性的協同提升。值得一提的是，PM1:BTP-eC9:DT19三元體系在120°C下加熱處理200小時后，其PCE仍保持在90%以上（圖1b）。此外，該二聚體摻雜策略對其他多種Y系列體系也表現出了良好的普適性，且在熱穩定性方面的優勢明顯優于傳統三元合金受體體系。研究發現DT19具有特殊的鉸鏈式結構，可以與主受體小分子形成半合金受體相，這一結構同時會與聚合物給體之間產生強烈的鏈纏結作用，有效克服了在熱應力下活性層的過大相分離及其小分子材料的過度聚集現象（圖1c）。這種二聚體摻雜策略以及本研究工作的成果可以為分子設計開發提供創新的見解，并加快有機光伏技術實際應用的進程。

圖1：（a）DT19的化學結構式；（b）在120°C條件下處理200小時過程中，PM1:BTP-eC9，PM1:BTP-eC9:L8-BO和PM1:BTP-eC9:DT19體系的歸一化PCE變化情況；（c）本工作研究的三元合金體系和三元半合金體系在熱應力前后活性層形態的變化示意圖。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202302592