将受体−供体−受体类型的稠环结构结合到聚合物主链中是设计高性能全聚合物太阳能电池（all-PSCs）聚合物受体的一种很有前途的策略，而使用单一异构体单体是控制其理化性质和光伏性能的关键。

近日，苏州大学李永舫院士，崔超华副教授，美国北卡罗来纳州立大学Harald Ade报道了设计并合成了基于两种不同构筑基块的两种聚合物受体（即PBI-α和PBI-β），研究了构筑基块的区域异构对聚合物受体理化特性和光伏性能的影响。

文章要点

1）PBI-α和PBI-β的噻吩基熔融丙二腈基团的细微差别显著影响了它们的吸收光谱和电子能级。与PBI-β相比，PBI-α具有较低的最低空位分子轨道能级和明显的红移吸收光谱。在基于PBI-α和PBI-β的器件中，开路电压（0.930±0.004 vs 1.02±0.01 V）和短路电流密度（18.7±0.3 vs 16.1±0.4 mA cm⁻²）具有显著差异。

2）与PBI-α相比，PBI-β在增强聚合物供体PM6的π面朝取向主链堆叠方面表现出更积极的分子堆积效应。这有利于有效的电荷传输，使得基于PbI-β的全功率开关中具有更高的填充因数（0.684），而基于PBI-α的器件的填充因数为0.646。此外，基于PBI-α和PBI-β的全PSC的PCE分别提高了11.4%和11.3%。

该研究结果表明，设计异构纯单体对于控制聚合物受体的特性至关重要。此外，研究工作揭示了TCN-β和TCN-α之间的结构和性质关系，表明TCN-β和TCN-α作为连接物在设计高性能的异构纯聚合物受体方面具有巨大的应用潜力。

Hang Yang, et al, Impact of Isomer Design on Physicochemical Properties and Performance in High-Efficiency All-Polymer Solar Cells, Macromolecules, 2020

DOI：10.1021/acs.macromol.0c01405

https://dx.doi.org/10.1021/acs.macromol.0c01405