汕大武庆贺课题组在有机光伏领域取得新研究进展

【蜂耘网  3D打印】近日，汕头大学化学化工学院（碳中和未来技术学院）武庆贺教授课题组在“有机太阳能电池给体材料”研究领域取得新进展，相关研究成果以“A Multifluorination Strategy Toward Wide Bandgap Polymers for Highly Efficient Organic Solar Cells”为题发表在化学的Top期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上。

目前，有机光伏常用的非富勒烯受体（Y6及其衍生物）具有窄带隙、中等HOMO能级和高结晶性等特点，这要求聚合物给体具有相匹配的物理性质，例如互补的光吸收、匹配的HOMO能级以及优异的形貌和相分离。然而，完全满足这些要求的聚合物较少，而且如何设计合成高性能的聚合物给体仍然面临挑战。

武庆贺教授课题组设计合成新型稠环化合物四氟萘二噻吩FNT，利用FNT设计合成的聚合物PFNT-F和PFNT-Cl具有如下优点：(1)多氟取代使聚合物具有较低的HOMO能级(~ -5.5 eV)和较宽带隙(~ 2.0 eV) (2)原子间丰富的弱相互作用(F…H, F…F)使聚合物具有高的薄膜结晶性和高效的空穴传输；(3)与多氟取代的非富勒烯受体N3具有良好的相容性，共混薄膜具有纳米纤维状形貌且在基底上采用Face-on取向，而在纯膜中主要采用Edge-on的取向。由于匹配的光电物理性质、高效的电荷传输、以及优异的形貌和相分离，基于PFNT-F/Cl:N3的有机太阳能电池具有高达0.80的填充因子(FF)，以及优异的光电转换效率17.53 %和18.10 %，这是最好的给体材料之一。

该论文共同第一作者为汕头大学研究生陈锦明和李冬燕，通讯作者为武庆贺教授，合作者包括南方科技大学何凤教授、汕头大学黄晓春教授和党丽教授、东华大学乔小兰教授。该工作得到国家自然科学基金、广东省高校创新团队项目和广东省自然科学基金的资助。

论文链接： https://doi.org/10.1002/anie.202215930

（蜂耘3D打印网 责任编辑：似也）