主页！[九华娱乐]！主页导语：研究人员基于新的3-氰基噻吩（CT），进一步设计并合成了一种新型聚合物给体：PBCT-2F，并将其应用到有机太阳能电池（OSCs）器件之中，最终获得高达17.1%的光电转换效率（PCE），同时不同批次间器件性能稳定性高。段春晖团队EES:新型有机太阳能电池聚合物给体，高批次间重复性

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　　在过去几年中，有机太阳能电池（OSCs）的光电转换效率（PCE）取得了巨大的进步，这与非富勒烯受体（NFAs）的发展息息相关。此外，具有匹配能级、互补光吸收、相容性良好的聚合物给体对于高效OSCs也至关重要。然而，由于缺乏理想的设计单元，高性能聚合物给体仍然较少。目前比较热门的聚合物给体的结构主要由BDT-2F和BDD单元组成，只有少数基于其它单元的的聚合物供体能够获得超过17%的PCE。除此之外，这些聚合物给体需要长时间的合成和繁琐的纯化工艺，从而导致高生产成本。

　　与此同时，OSCs器件面临的另一个长期挑战是，聚合物给体的批次间变化严重影响了器件性能，这主要是由于分子量（Mn）和多分散指数（PDI）不可避免的波动造成的。这一缺陷极大地限制了聚合物合成的可扩展性和大面积OSCs器件的可重复制造。事实上，精确控制共轭聚合物的Mn和PDI几乎是不可能的。在这种情况下，能够在大范围内工作良好的聚合物给体就显得尤为重要。到目前为止，通过器件工程（包括两步顺序沉积和使用特殊固体添加剂）来减少批次间差异的报道非常有限，而且并没有明确的策略来指导如何减少聚合物给体的批次间差异。

　　基于以上的问题，近日，华南理工大学段春晖教授研究团队报道了一种新型聚合物构建单元：3-氰基噻吩（CT）。由于结构的简单，基于CT的单体合成比其它单体合成容易得多。此外，由于CT单元的不对称性，最终合成的聚合物在结构上是随机的，这不仅可以提高聚合物的溶解度，还可以减少批次间的变化。于是，研究人员进一步设计并合成了基于CT单元的新型聚合物给体PBCT-2F。结果显示，聚合物PBCT-2F表现出优异的溶液加工性能、适当的聚集度、高电荷传输能力、互补光吸收以及与领先的非富勒烯受体Y6匹配的理想能级。当与受体Y6混合时，相应器件的PCE高达17.1%。

　　更重要的是，PBCT-2F在较宽的分子量范围内表现出良好的批次重复性。分子量在18到74 kDa之间的六批PBCT-2F可以获得非常接近的PCE，当与两个代表性受体Y6和IT-4F匹配时，最终PCE分别为15.9-17.1%和12.7-13.2%。PBCT-2F突出的光伏特性和优异的批次间重复性使其成为大规模合成的候选材料，这是OSCs器件产业化的必要条件，这些结果无疑也证明了CT单元在构建高性能OSCs聚合物给体方面的前景。