鼎点娱乐-招商对2021年国内外科研团队在Angew期刊的最新重要进展进行了梳理，共分四大板块：钙钛矿太阳能电池、发光二极管、有机太阳能电池以及钙钛矿材料的其他应用，今天给大家分享

　　高效率有机太阳能电池的性能很大程度上取决于聚合物中的供体，华南理工大学段春晖等报道了一种新型结构有机聚合物基团：BNT，组成含有B-N共价键合的聚合物PBNT-BDD。当PBNT-BDD与非富勒烯受体基团Y6-BO结合，实现了16.1 %的有机太阳能电池效率，该效率与基于苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩类OPV的效率相当。

　　PBNT-BDD的非辐射复合能量损失0.19 eV，晶化程度较低，能够和Y6-BO很好的混杂，有效的改善了形貌上的稳定性。PBNT-BDD的单重态-三重态能量仅仅0.15 eV，这个数值比常见的有机半导体（≥0.6 eV）更低。PBNT-BDD的三重态能量比电荷转移状态的能量更高，因此抑制了由于三重态导致的复合。

　　虽然近些年间有机光伏得到了显著发展，但是对于有机光伏电池而言，仍面临着效率-稳定性-价格之间的平衡，浙江大学李昌治等报道了两种全非畴环电子受体，PTB4F、PTB4Cl。这两种电子受体通过单个芳环分子作为原料，经过两步反应合成得到，在价格合理的条件中实现了较高的电池效率。

　　研究发现，在分子中引入二维链状结构、卤化端基结构有效的改善了固体材料的堆叠、取向，因此提高了激子寿命，在异质结混合物中的电荷传输速率提高。当将PTB4Cl、PBDB-TF混合，构建的单节有机光伏电池器件的能量转换效率达到12.76 %，该性能在已经见诸报道的非稠环电子受体材料中是效率最高的。

　　3.定位氟化端基引导区域规整聚合物受体有效提升全聚合物太阳能电池效率至15.2%

　　小分子受体（SMA）的聚合位点对全聚合物太阳能电池（all-PSC）的器件性能有着至关重要的影响。与上篇IC-FBr的氟、溴共同修饰的端基（IC-FBr1和IC-FBr2的混合物）的工作（Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2003171）不同，该文章进一步合成并纯化了两个不同位置的氟溴取代的端基（IC- FBr-o和IC-FBr-m），然后分别制备了两个名为PYF-T-o和PYF-T-m的区域规整的聚合物受体。与无规共聚物PYF-T和通过弱共轭方式连接的PYF-T-m相比，通过强共轭方式连接的PYF-T-o表现出更强的红移吸收，最终实现了更好的光子收集与电流提升。

　　同时，PYF-T-o与给体PM6共混后形成更加规整的分子排列与更理想的相分离尺寸，从而增强了激子分离、抑制了电荷复合并实现了有效的电荷传输。值得关注的是，两种异构体聚合物受体PYF-T-o和PYF-T-m之间存在显着的性能差异，PM6:PYF-T-o的器件可达15.2％的效率，而PM6:PYF-T-m的器件仅有1.4％的效率。这项工作证明了确定氟化端基的偶联位置在设计高性能区域规整的全聚合物受体方面的重要性，为开发具有更高效率的all-PSC提供了指导。

　　包含混合供体（D）和受体（A）材料的块状异质结已被证明是有机光伏（OPV）电池最有效的器件结构。此类电池的整体形态在电荷产生，复合和运输中起着至关重要的作用，从而决定了器件的性能。尽管许多研究已经讨论了这些细胞的形态性能关系，但设计具有所需形态的OPV材料的方法仍不清楚。中科院化学所侯剑辉和姚惠峰等人以分子静电势分布为指导，在化学结构和整体形态之间建立了联系。

　　研究表明，通过修饰官能团可以有效地调节D‐A界面处的分子方向和共混物中的域纯度。此外，增强D‐A相互作用有利于电荷产生。然而，在与局部激发态的混合中，所得到的低域纯度和增加的电荷转移率导致严重的电荷复合。

　　工作提出了一种分子设计策略，该策略可以微调体形以实现平衡的电荷产生和重组，这对于进一步提高OPV电池的效率至关重要。

　　为了研究基于SiNcTI的CIM在OSC中的光伏性能，采用的器件结构为ITO/PEDOT:PSS/活性层/阴极界面层/电极。其中，PM6:Y6被选为吸光层材料，电极为银。强吸电子酰亚胺基团和由季铵盐和萘酞菁之间的电荷转移引起的有效自掺杂效应使 SiNcTI-Br具有优异的电子导电性和传输性。SiNcTI-Br显著降低了金属电极的WF，并在富勒烯和非富勒烯OSC中作为阴极界面层表现良好。萘酞菁的酰胺化是开发用于高效OSC的高性能电子传输材料的有效策略。

　　6.18.77%记录效率！水溶液处理的醋酸钴空穴传输层助力有机太阳能电池

　　有机太阳能电池（OSCs）因其在高性价比、大面积、柔性器件的溶液处理方面的巨大潜力，已成为替代传统无机太阳能电池的一种很有前途的能源技术。界面层在提高OSCs器件性能和器件稳定性方面具有重要作用。插入在光活性层和电极之间的界面层(空穴传输层和电子传输层)的目的是调节功函数，形成欧姆接触，最小化能量势垒，提高电极的电荷选择性。值得注意的是，电子传输层(ETL)已经被开发出来用于高性能的OSCs，但空穴传输层(HTL)的开发还远远落后。

　　四川大学彭强教授报道了以成本效益较高的四水醋酸钴(Co(OAc)2·4H2O)为前驱体，通过热退火(TA)和紫外光臭氧(UVO)处理，简单地制备出了一种耐用的HTL。

　　为了调整Co基HTL的电学性质，研究人员进行了TA和UVO处理。TA工艺导致晶水流失，Co(OAc)2·4H2O前驱体氧化，功函数增大，从而提高了器件的开路电压(VOC)。然而，经TA处理后，Co基HTL的功函数仍低于裸ITO电极的功函数(4.83eV)。这导致了较大的空穴提取势垒，而电导率低和大量的形貌缺陷恶化了空穴提取的势垒，导致器件性能较差。再经UVO处理后，Co基HTL的功函数和电导率得到大大提高，形貌缺陷和电阻率明显降低。

　　为加强科研合作，我们为海内外科研人员专门开通了钙钛矿科创合作专业科研交流微信群。加微信群方式：添加编辑微信pvalley2019，备注：姓名-单位-研究方向（无备注请恕不通过），由编辑审核后邀请入群。