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Changduk Yang&张有地Nano Energy：基于AA/BB单体对三元聚合提高聚合物太阳能电池性能导语：体异质结聚合物太阳能电池（PSCs）的能量转换效率（PCE）近年来取得了显著进展。除了通过修饰中间核、侧链和端基对非富勒烯接受体进行新的分子设计外，开发最先进的聚合物给体对于提高PSCs也至关重要。 更多光电前沿资讯和材料，可关注微信公众号“有机光电前沿”与“知研光电材料”。文中所涉及众多材料知研均有销售，详情请联系客服。Changduk Yang&张有地Nano Energy：基于AA/BB单体对三元聚合提高聚合物太阳能电池性能 文献直通车请点击链接。如需文献PDF，可直接联系知研客服获取。 化学所侯剑辉&张少青JMCA：基于吡嗪的低成本聚合物给体实现的效率超过16%的有机太阳能电池 浙大李昌治团队Angew：不对称氯化非稠环电子受体制备高效稳定的有机太阳能电池 武汉理工大学王涛课题组AM：非富勒烯受体纤维化实现19%效率赝本体异质结有机太阳能电池 川大彭强&徐小鹏团队AM：逐层处理的有机太阳能电池具有19.10%的效率和80.5%的填充因子 王凯&胡汉林Small：端基优化的小分子给体用于制备高效三元有机太阳能电池 1.前言回顾 体异质结聚合物太阳能电池（PSCs）的能量转换效率（PCE）近年来取得了显著进展。除了通过修饰中间核、侧链和端基对非富勒烯接受体进行新的分子设计外，开发最先进的聚合物给体对于提高PSCs也至关重要。目前，D−A交替型的聚合物给体构建单元种类繁多，通过将第三种组分引入D−A重复主链构建无规三元聚合物，已成为设计新型高性能聚合物给体一种简单易行的方法。这种方法可以获得构建单元之间的协同效应，如互补吸收、适当匹配分子能级、优化共混物形态以及改善溶解度和加工性。 事实上，目前已经成功构建了多种三元共聚物，其显示出优异的PCE。然而，这种常规的方法合成的三元共聚物在主链中具有无规或统计重复序列分布，因而不仅恶化了分子间π-π堆叠相互作用，而且不同批次间的合成难以重复。因此，有必要开发一种新型三元聚合方法，以获得更高质量的π-π共轭三元共聚物，从而在保持上述三元共聚物有益效果的同时，最大限度地减少不规则主链序列引起的不足。
图1.常规和半顺序控制的无规三元共聚物的示意图 2.文献简介 有鉴于此，近日，韩国蔚山科学技术院Changduk Yang教授、长春师范大学张有地副教授团队报道了一种AA/BB单体对型三元聚合方法，该方法利用时间控制的AA/BB双单体对加入到包括化学计量平衡的AA/BA单体对的聚合装置中。非周期性的重复单体在三元聚合中优先形成周期性、交替的主体聚合物嵌段序列。因此，与传统方法合成的三元共聚物相比，该方案使得独特的半序列控制（SSC）三元共聚物在一定程度上具有改进的结构规则性。研究人员选择苯并二噻吩（BDT）、苯并二酮（BDD）和乙酯噻吩（EST）单体作为试验平台，并采用不同的添加时间和AA/BB单体对的顺序进行了广泛的SSC三元聚合过程。通过比较SSC衍生的三元共聚物的光学、电化学和电学性能，将其与传统三元共聚物进行对比，发现了明显的差异。
图2.SSC三元共聚物的光学和电化学性能 研究结果显示，使用SSC方法能够合成性能优异的三元共聚物，所制备的PSCs器件性能超过了基于传统三元聚合物的器件。研究人员使用各种表征技术对三元共聚物系列与非富勒烯受体Y6共混物的电荷传输、电荷生成-复合过程、能量损失和形态特性进行了深入研究，揭示了三元共聚物主链中受控单体序列的重要性。其中，所合成的新型三元共聚给体SSC-T1具有优异溶解性，不仅使PSCs中的PCE与对照器件相比提高了约8%，而且在由环保溶剂-添加剂体系制备的PSCs中，PCE也显著提高到16.52%（小面积器件0.041 cm2）和15.50%（大面积器件1 cm2）。
图3.能量损失分析 3.文献总结 综上，这项工作表明，所开发的SSC方法可以为可持续合成高质量链内三元共聚物提供一种简单有效的策略，有利于获得性能优异的光伏器件。相关研究成果发表于纳米能源化学领域顶级期刊《Nano Energy》（影响因子为19.07）上，题为“High-level Periodic Conjugated Terpolymers through AA/BB Monomer Pair-type Terpolymerization Improve Performance of Polymer Solar Cells”，本研究工作得到外国专家项目（L202233）资助支持。 本文关键词：有机太阳能电池，聚合物给体，结构设计，三元共聚物。 4.材料推荐
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