
具有近红外吸收特性的 Y 系列受体,凭借优异性能已成为构建双缆共轭聚合物的优选侧链单元。对此,北京化工大学李韦伟教授和 Shijie Liang 研究员团队,创新性开发了一类以苯烷基链为连接体的 Y 受体基双缆共轭聚合物 —— 通过精准调控苯环单元数量(1-3 个),成功合成 LP01、LP02、LP03 三种结构可调的聚合物材料。
将这三种聚合物应用于单组分有机太阳能电池(SCOSCs)时,基于 LP01、LP02、LP03 的器件光电转换效率(PCE)分别达到 11.18%、9.26% 和 11.33%。进一步机理研究表明,LP01 与 LP03 通过缩短给体 - 受体(D−A)分子间距,形成了更紧密的 π-π 堆积结构,电荷分离与传输效率显著优化,因而展现出更优的光伏性能。值得关注的是,所有单组分器件均表现出**的热稳定性 —— 在 80℃加速老化条件下连续加热 1000 小时后,仍能保持初始效率的 90% 以上。
此外,将 LP03 作为第三组分引入 D18:L8-BO 二元体系构建三元有机太阳能电池(OSCs)时,器件性能实现双重突破:光电转换效率大幅提升至 19.68%,热稳定性显著增强(T₈₀:1670 小时,即效率衰减至初始值 80% 的时间达 1670 小时)。
李韦伟、Shijie Liang 联合团队的这项研究,不仅开发出苯烷基连接体可调的 Y 受体基双缆共轭聚合物新体系,更建立了 “结构调控 - 性能优化 - 多元应用” 的完整技术链路,充分彰显了双缆共轭聚合物作为第三组分在*性能有机光伏器件中的独特优势,为同时提升有机太阳能电池的效率与稳定性提供了普适性新思路,对推动有机光伏技术的实用化进程具有重要意义。






文献信息
Near-Infrared Double-Cable Conjugated Polymers with Tunable Phenyl-Alkyl Linkers for High-Performance Organic Solar Cells
Lijuan Liu,Haisheng Fang,Shijie Liang,Qin Tan,Bo Wang,Wenhao Zhang,Chengyi Xiao,Christopher R. McNeill,Weiwei Li
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.macromol.5c02887
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