近日，我组在《Macromolecules》在线发表了题为“The Application of Y Series Acceptor-Based Double-Cable Polymers in Single-Material Organic Solar Cells”的研究论文。武汉大学高等研究院博士生杨欣荣和高远为该论文共同第一作者，武汉大学高等研究院为唯一通讯单位。
开发高效稳定的活性层材料体系是有机光伏领域长久的追求目标，相较于目前广泛研究的二元/多元共混体系，由一种活性层材料构筑的单组分器件因其存在分子内电荷转移而降低了对活性层形貌的依赖性，因此展现出优异的运行稳定性，受到了科研人员的广泛关注。但是，由于单组分材料普遍存在合成路线长，合成难度大的问题，该类光伏器件的效率远远落后于二元/多元器件。
在这项工作中，我们将高性能的Y系列受体中心核侧链功能化，将其作为吊坠片段，引入到聚合物单组分材料中，这一策略不仅拓宽了单组分材料的光谱吸收，还降低了合成复杂程度，并且扩展了可用于聚合物单组分材料构筑的结构单元类型。在此基础上，我们通过精细优化聚合物的分子量获得了9.35%的最佳光电转化效率和0.517eV的最低能量损失，这些都是具有明确结构的双缆型单组分材料的最佳性能之一。值得注意的是，我们全新开发的聚合物单组分表现出优异的光、热、机械稳定性，进一步凸显了该类材料在实际应用中的潜力，为推动有机光伏商业化做出了有意义的探索。
图1. 分子结构，工作机理，及性能比较图
该研究得到了国家自然科学基金委和中央高校基本科研业务费的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.macromol.3c02277
