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摘要
近年来,宽带隙聚合物电子给体因其在非富勒烯有机/聚合物太阳电池中的巨大潜力而得到广泛研究和关注。我们设计合成了基于酰亚胺功能化的苯并三唑（Tz BI）缺电子单元,将其分别与苯并二噻吩衍生物共聚,发展了一系列宽带隙的共轭聚合物电子给体PTz BI衍生物。通过研究其分子结构与光伏性能的关系,发现通过提高聚合物主链的电子离域及修饰苯并二噻吩单元的取代基团等均可提高光伏器件的开路电压;通过调控共轭聚合物电子给体与非富勒烯衍生物电子受体共混薄膜的相分离,可获得有利于激子解离的形貌并可大幅提高器件的短路电流。在此基础上发展了一系列功率转换效率超过10%的材料体系。进一步将PTz BI与聚合物电子受体N2200共混制备了全聚合物太阳电池器件,通过研究加工溶剂、分子量等因素对活性层形貌以及器件性能的影响,发现采用绿色溶剂甲基四氢呋喃加工时,全聚合物的光电转换效率超过9%,是迄今报道的全聚合物太阳电池的最高效率。
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单位华南理工大学; 发光材料与器件国家重点实验室
