低成本，高性能成为设计用于大规模聚合物太阳能电池（PSCs）的聚合物供体的新目标。然而，复杂的合成路线和高昂的材料成本阻碍了有机太阳能电池（OPVs）的广泛应用。

近日，北京航空航天大学霍利军教授，上海交通大学Feng Liu报道了为开发用于大规模PSC制造的具有低成本效益的高性能聚合物供体，将简单且低成本的化学位阻效应（SE）策略引入了BDT-alt-BTZ基聚合物的共轭侧链。

文章要点

1）研究人员通过共轭侧链中的Grignard偶联反应，轻松获得高产率的聚合物单体。更重要的是，由SE引起的略微扭曲的侧链构象可微调聚合物的结晶度，并进一步优化供体与受体之间的混溶性。

2）基于间位烷基聚合物的光伏器件性能明显优于对位聚合物。由于更平衡的电荷-载流子传输能力以及优化的形貌，采用间位侧链聚合物的PSC器件在不牺牲0.77的高填充因子的情况下实现了14.53%的高PCE。这是目前以BTZ为基础的聚合物供体所具有的最高PCE值。

3）相关的SCLC、AFM、GIWAXS和RoSoXS结果与其光伏性能相吻合，这表明烷基侧链的SE对精细调节聚合物的聚集性能、重新平衡共混体系的相容性和优化光伏性能具有重要的影响。因此，可以系统地了解烷基侧链的SE对聚合物光电子性质，结晶度和器件形态的调节作用。

通过简单的SE进行低成本制造和高性能的协同优化策略有望用于其他结晶聚合物的设计和大规模制备。

Xiaonan Xue, et al, Two Birds with One Stone: High Efficiency and Low Synthetic Cost for Benzotriazole-Based Polymer Solar Cells by a Simple Chemical Approach, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202002142

https://doi.org/10.1002/aenm.202002142