通过分子工程优化基于D18的三元共聚物，以实现高效室内有机太阳能电池

《ACS Applied Electronic Materials》：Aggregation Optimization by Molecular Engineering of D18-Based Terpolymer for Highly Efficient Indoor Organic Solar Cells

本研究通过部分替换D18主链引入刚性极性π桥单元合成系列terpolymers，D18BTST0.4通过固态封装和相分离优化了光电层形貌，抑制电荷复合，在2700K LED下实现22.41%室内效率，较D18:FCC-Cl模型器件提升显著。

　　

室内有机太阳能电池（IOSCs）通过收集环境光来发电，是诸如低功耗电子设备和物联网等新兴技术中极具前景的能源。聚合物供体的聚集和相分离对其活性混合物与电子受体的电荷传输及复合过程至关重要，这些因素直接决定了IOSCs的效率。在这项研究中，我们通过部分用刚性且可极化的π-桥单元替换D18主链，合成了不同摩尔比的一系列三元聚合物（D18BTST_X）。D18BTST_0.4三元聚合物改善了光活性层的形态特性，并在保持宽禁带以匹配室内太阳光谱的同时抑制了电荷复合损失。结果表明，在2700 K温度、2000 lx光照条件下，D18BTST_0.4:FCC-Cl的室内效率达到了22.41%，其短路电流（J_sc）为226.19 μA cm^–2，开路电压（V_oc）为0.98 V。与D18:FCC-Cl模型器件（iPCE 18.02%）相比，这种聚合物薄膜得益于固态堆积和相分离效应。我们的工作揭示了一种有趣的理性材料设计方法，能够精细调节电化学和形态特性，从而克服基于D18的IOSCs目前的局限性。