动态S→Zn配位键工程：迈向高性能、机械耐久的有机光伏器件

《Advanced Functional Materials》：Dynamic S→Zn Coordination Bond Engineering toward High-Performance Mechanically Robust Organic Photovoltaics

有机光伏电池（OPVs）通过引入动态硫→锌配位键策略，在保持光电转换效率（PCE）的同时显著提升机械性能。该策略利用硫锌配位键的高键能特性构建超分子交联网络，使PM6薄膜的延展性提升57.1%，拉伸强度增加104.4%， toughness提高234%。双层薄膜（PM6/BTP-eC9）表现更优，各力学指标均实现倍增。研究证实该策略普适性强，为开发高机械强度与高效能OPVs提供了新范式。

　　

摘要

虽然有机光伏（OPVs）通过共轭聚合物给体和非富勒烯小分子受体实现了显著的能量转换效率（PCE），但其固有的机械脆性严重限制了其在柔性及可穿戴电子设备中的商业应用。为了解决这一问题，研究人员将动态的硫-锌（S→Zn）配位键引入活性层——这是一种此前未在OPV活性层中采用过的策略。通过利用S→Zn配位键的高键能特性以及形成的超分子交联网络，这种方法在提高活性层机械稳定性的同时不会影响光伏性能。实验结果显示：对于PM6薄膜，断裂时的伸长率从12.7%增加到19.9%，拉伸强度从41.4 MPa增加到85.1 MPa，韧性从377.7 J m^-3增加到1267.0 J m^-3。PM6/BTP-eC9双层薄膜的断裂伸长率提高了两倍，拉伸强度提高了两倍，韧性提高了六倍。同时，S→Zn配位键还有助于电荷传输，从而使能量转换效率从18.4%提升至19.2%。这种双功能策略适用于各种含硫的给体体系，为开发机械性能优异且效率高的OPVs提供了通用方法。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。