张少青 侯剑辉



面向非富勒烯型有机光伏电池的聚合物给体材料设计

张少青1,2侯剑辉2,*

(1北京科技大学化学与生物工程学院，北京100083；2中国科学院化学研究所，北京分子科学国家实验室，高分子物理与化学实验室，北京100190)

可溶液加工的有机光伏电池(OPV)是一种具有重要应用潜力的新型光伏技术。在OPV技术的发展过程中，富勒烯衍生物作为电子受体材料占据了相当长时间的统治地位，因此聚合物给体材料设计中对如何与富勒烯受体材料相互匹配考虑较多。最近几年来，基于聚合物给体和非富勒烯有机受体的OPV电池，简称为非富勒烯型NF-OPV，得到了十分快速的发展。在此类电池中，聚合物电子给体和非富勒烯型电子受体材料均起到了十分重要的作用。相比于较为经典的富勒烯型OPV，NF-OPV对聚合物给体的光电特性和聚集态结构提出了新的要求。因此，本文针对NF-OPV的特点，重点介绍NF-OPV对聚合物给体材料的吸收光谱、分子能级以及聚集态结构等特征的新要求，总结最近几年来的相关进展，并在此基础上进一步讨论聚合物电子给体材料面临的挑战和展望。

有机太阳能电池；共轭聚合物；分子设计；非富勒烯受体；光伏效率

1 引言

1995年，俞刚和Heeger等1,2发明了具有本体异质结(bulk heterojunction，简称BHJ)结构的有机光伏电池(organic photovoltaic cells，简称OPV)。此类电池的光伏活性层具有可通过简单溶液涂布方法进行制备的突出特点，在降低电池制备成本以及实现高柔性大面积光伏电池面板方面具有巨大潜力。……