开发了一系列“双电缆”共轭聚合物,用于高效的单组分聚合物太阳能电池,由于供体和受体部分之间的纳米相分离优化,可以实现高量子效率。新型双电缆聚合物包含供电子聚(苯并二
噻吩)(BDT)作为用于空穴传输的线性共轭骨架和用于电子传输的侧链缺电子
苝双
酰亚胺(PBI)单元,通过
十二烷基接头连接。引入
硫和
氟取代基以调节共轭聚合物的能级和结晶度。双缆聚合物采用“面朝上”的取向,其中共轭 BDT 主链和悬垂的 PBI 单元具有优先的 π-π 堆叠方向,垂直于基板,有利于垂直于飞机的链间电荷传输。线性共轭骨架作为 PBI 基团结晶的支架,提供供体和受体相的双电缆纳米相分离。优化的纳米相分离可实现有效的激子解离和电荷传输,这从光子到电子转换的高达 80% 的内量子效率中得到证明。在单组分有机太阳能电池中,双电缆聚合物提供高达 4.18% 的功率转换效率。这是单组分有机太阳能电池的最高性能之一。纳米相分离设计很可