得益于高效的Y系列小分子受體，全聚合物太陽能電池獲得了快速的發(fā)展。目前，高性能聚合物受體主要通過小分子受體的末端基團和噻吩（及噻吩衍生物）進行偶聯(lián)來實現(xiàn)聚合，這種構(gòu)建策略存在一些固有缺陷：1）末端基團之間堆積受阻；在小分子受體中，末端基團的堆積是一種不可或缺的堆積方式，利用末端基團構(gòu)筑全聚合物受體將不可避免地阻礙末端-末端的有效堆積；2）損失鹵素原子；末端基團上鹵素原子的數(shù)量以及位置在優(yōu)化分子能級、堆積方式等方面起著至關(guān)重要的作用。然而，通過末端基團聚合的方式將不避免地損失或者改變鹵素原子的數(shù)量和位置。3）存在異構(gòu)體；小分子受體中使用最廣泛的端基是1,1-二氰基亞甲基-3-茚酮（IC）及其鹵化物，為了實現(xiàn)聚合，必須使用溴代的IC單元。然而，溴化IC單元通常是兩種異構(gòu)體的混合物，這種異構(gòu)問題在聚合過程中會仍然存在于聚合物中，進而降低聚合物受體的批次重現(xiàn)性。
與基于聯(lián)二噻吩連接單元的SP-TT相比，以噻吩作為連接單元的SP-T表現(xiàn)出更加平面的分子構(gòu)型（圖2）。作者選用PM6作為給體，分別與SP-T和SP-TT共混構(gòu)筑了全聚合物有機光伏器件。通過薄膜形貌分析發(fā)現(xiàn)，相比于SP-TT:PM6共混膜，SP-T:PM6共混膜具有更加緊密的堆積（圖3）和更合適的相分離尺寸（圖4）。因此，基于PM6:SP-T的器件表現(xiàn)出更加有效地電荷生成和傳輸，更小的電荷復(fù)合以及更低的能量損失。最終基于SP-T:PM6的器件獲得了更高的能量轉(zhuǎn)換效率（PCE = 13.54%）。這項工作提出了共軛側(cè)鏈方向聚合構(gòu)建新型聚合物電子受體材料的新策略，為更強堆積特性高效聚合物受體的開發(fā)提供了新思路。
圖4. a）PM6:SP-T和b）PM6:SP-TT共混膜的AFM高度圖。c）PM6:SP-T和d）PM6:SP-TT共混物的AFM相圖。e）PM6:SP-T和f）PM6:SP-TT共混膜的纖維寬度的統(tǒng)計分布。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.3c00045
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