陈志力，高 翔，刘治田

武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉430205

随着世界经济的不断发展，传统化石能源导致的环境问题日益严重，开发绿色无污染能源对于可持续发展至关重要。太阳能作为一种清洁且可再生的能源受到人们的广泛关注。相比于传统的晶体硅太阳电池而言，体异质结（bulkheterojunction，BHJ）有机太阳电池（organic solar cells，OSCs）具有低成本、柔性、质轻、可溶液加工等独特优点，成为科研人员的研究热点［1］。能量转换效率（power conversion efficiency，PCE）、器件稳定性和成本是决定其能否实现工业应用的关键因素。随着材料的创新和器件制备工艺的不断优化，OSCs领域在近十几年内取得了一系列突破，其PCE逐步提升至17%～18%［2-4］。有机太阳电池的快速发展主要归因于活性层中给体和受体材料的不断创新。目前大多数高效OSCs体系中的给体材料主要是由苯并［1，2-b：4，5-b′］二噻吩（benzo［1，2-b：4，5-b′］-dithiophene，BDΤ）单元构筑的共轭聚合物［5-6］，随着新型非富勒烯小分子受体材料（如IΤIC、IΤ-4F、Y6等）的发展，基于聚合物给体和小分子受体的器件效率多次刷新有机太阳电池领域的纪录［7-9］。有机太阳电池的效率与器件的开路电压（open-circuit voltage，Voc）、短路电流密度（short-circuit current density，Jsc）和 填 充 因 子（filling factor，FF）成正相关。随着新型非富勒烯小分子受体材料的不断发展，与其搭配实现吸收互补的宽带隙给体材料备受关注［10-11］。器件的Voc主要取决于给体的最高占据分子轨道（highest occupied molecular orbital，HOMO）和受体的最低未占据分子轨道（lowest unoccupied molecular orbital，LUMO）的能级差，文献［12-14］研究表明共轭聚合物通过引入卤素原子（如F、Cl等）可以有效降低材料的HOMO能级进而提高器件的Voc。此外，聚合物中烷基链的长度和位置与材料的溶解性、堆积方式和形貌密切相关［15-17］。……