根据光活性层中共轭材料的数量，有机太阳能电池（OSCs）可分为三种类型，即单组分、双组分和三组分太阳电池。目前，利用物理混合的电子供体和受体作为光活性层的双组分和三组分OSCs已经得到了广泛的研究，其功率转换效率（PCE）已接近18%。相比之下，在过去的二十年中，尽管单组分OSCs（SCOSCs）表现出优异的稳定性，却被研究人员忽略了。

近日，北京化工大学李韦伟教授报道了混溶性对双电缆聚合物相行为的重要作用及其对SCOSCs光电转换过程的影响。

文章要点

1）研究人员设计两种具有相似共轭主链和萘二酰亚胺（NDIs）的双电缆聚合物JP01和JP02作为侧面单元，而氯（Cl）原子在主干上的位置不同。

2）差示扫描量热（DSC）和接触角测量表明，与JP01相比，JP02中的共轭骨架和NDI侧单元表现出良好的相容性，从而实现了激子的有效分离。因此，设计的SCOSCs具有创纪录的PCE（8.4%），以及超过0.75的外量子效率（EQEs）和接近0.70的填充因子（FFs）。

3）这些结果表明，在SCOSCs中，激子分离过程与电荷传输过程具有相同的作用，双线聚合物中供体和受体链段之间的相容性是控制这一过程的关键因素。

Xudong Jiang, et al, Miscibility-Controlled Phase Separation in Double-Cable Conjugated Polymers for Single-Component Organic Solar Cells with Efficiencies over 8%, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202009272

https://doi.org/10.1002/anie.202009272