陈立桅

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，江苏 苏州 215123

1 背景介绍

有机光伏电池具有成本低、制备工艺简单、可实现柔性器件等独特优势，成为近年来世界范围内的研究热点，并在过去二十年内得到了迅速的发展1。近年来，通过对活性层材料结构设计与器件制备工艺的优化，采用A-D-A型非富勒烯小分子作为受体材料的有机太阳能电池的研究已使能量转换效率推进至16%以上2。实现高能量转换效率是推进有机太阳能电池走向应用的必要条件，但在此过程中仍有关键技术问题亟待解决，采用绿色溶剂对活性层体系进行加工便是其中重要的一项挑战3。

在当前的研究工作中，受限于共轭聚合物在绿色溶剂中溶解度较低，可以获得高能量转换效率的有机太阳能电池器件大多采用氯苯、二氯苯、氯仿等含卤/芳香试剂来制备活性层溶液4-6，此类溶剂毒性较高，会对环境及人类健康造成不可预估的危害，因此不适用于有机太阳能电池的工业化生产。

北京科技大学化学与生物工程学院张少青副教授采用扩大聚合物侧链共轭结构与增长烷基链长度的方式，合成了一种新型给体聚合物PBDB-DT，有效改善了共轭聚合物在低毒性溶剂中的溶解度。当将其应用到有机光伏器件活性层体系中，可以保持10.2%的能量转换效率。该工作已在物理化学学报上在线发表(doi: 10.3866/PKU.WHXB201904037)7。

2 研究亮点

(1)在已报道的高性能给体材料PBDB-T的分子结构的基础上，将其烷基侧链2-乙基己基替换为2-丁基辛基，有效提高了新型聚合物PBDB-DT在四氢呋喃中的溶解度，这也是共轭聚合物的重要设计策略之一。……