该团队设计并开发了一种具有C2V对称结构的平面单元（B2TCl）来构筑可用绿色溶剂加工的有机太阳能电池聚合物给体材料（PB2TCl-o和PB2TCl-i）。在以BTP-ec9-4F作为受体材料，PB2TCl-o作为给体材料，通过非卤溶剂邻二甲苯加工的器件中获得了15.10%的光电转换效率。同时，在基于PB2TCl-o给体材料的半透明器件也获得了9.09%的光电转换效率（AVT为23.09%，AT为24.2%）。另外，他们利用B2TCl单元来构筑三元共聚给体材料(PW1和PW2)同样得到了优异的光电性能。通过非卤溶剂邻二甲苯加工，在基于PW1和PW2的器件中分别获得了16.26%和17.19%的光电转换效率。这一研究工作为开发高效可绿色溶剂加工的有机太阳能电池聚合物给体材料提供了新的设计思路。
有机太阳能电池因具有质轻，廉价，可大面积印刷等优点一直受到人们的广泛关注。最近几年得益于新型材料的开发，特别是非富勒烯受体材料的迅猛发展，有机太阳能电池的光电转换效率已经突破19%，发展前景广阔。但距离实际应用，仍然有一些问题有待解决。目前大多数高效有机太阳能电池都采用含卤溶剂来加工器件，比如氯仿，氯苯，邻二氯苯等等。在工业生产中这些含卤溶剂的使用无疑会造成严重的环境污染。因此，发展高效可绿色溶剂加工的有机太阳能电池对于未来的工业化应用具有重要意义。
本文亮点：
Scheme 1. The chemical structure of BTP-ec9-4F and synthetic routes of PB2TCl-o and PB2TCl-i.
Figure 1. Optimal geometries of building block (B2TCl-o and B2TCl-i) determined by DFT.
Figure 2. (a, b) Normalized absorptions of PB2TCl-o and PB2TCl-i in o-DMB at different temperature; (c) Normalized absorptions of BTP-ec9-4F, PB2TCl-o and PB2TCl-i as films; (d) energy diagram of devices.
Figure 3. (a) J-V and (b) EQEs curves; (c) transmission spectra of semitransparent OSCs; (d) color coordinates with different anode thicknesses on the CIE 1931 chromaticity diagram and photograph of semitransparent OSCs without Ag electrode.
Figure 4. (a~d) GIWAXS patterns of the neat/blend films of PB2TCl-o and PB2TCl-i. (e) The corresponding scattering profiles of the neat and blend films.
Figure 5. AFM and TEM images of PB2TCl-o:BTP-ec9-4F and PB2TCl-i:BTP-ec9-4F blend films.
Scheme 2. The chemical structures of random terpolymer PW1 and PW2.
文章第一作者为汪航和路皓，通讯作者为薄志山和刘亚辉，通讯单位是青岛大学和北京师范大学。
参考文献：
H. Wang, H. Lu, Y. N. Chen, G. Ran, A. Zhang, D. Li, N. Yu, Z. Zhang, Y. Liu, X. Xu, W. Zhang, Q. Bao, Z. Tang, Z. Bo, Adv. Mater. 2021, 2021, 2105483.
R. Hou, M. Li, X. Ma, H. Huang, H. Lu, Q. Jia, Y. Liu, X. Xu, H. B. Li, Z. Bo, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 46220.
原文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202104028
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