聚合物的聚集和结晶行为在全聚合物太阳能电池（all-PSC）的性能中起着至关重要的作用。然而，通过分子设计获得对聚合物自组装的控制以影响体-异质结活性层的形态仍然具有挑战性。斯坦福大学鲍哲南和SLAC 国家加速器实验室Michael F. Toney团队报道了一种简单而有效的方法，可以通过用致密的大体积侧链取代一定数量的烷基侧链，来调节常用的受体聚合物（N2200）的自聚集（CBS）。与高度自聚集的N2200相比，光伏结果表明，将更多无定形受体聚合物与供体聚合物（PBDB-T）共混可以使all-PSCs的效率显著增加（高达8.5％），较高的短路电流密度是由较小的聚合物相分离域尺寸引起的。研究表明，活性层的较低结晶度对膜沉积方法较不敏感，可以容易地实现从旋涂到刮涂的过渡而没有性能损失。高度无定形的受体聚合物似乎诱导形成较大的供体聚合物微晶。这些结果凸显了供体和受体聚合物之间平衡的聚集强度对于获得具有最佳活性层膜形态的高性能全PSC的重要性。

Fine-Tuning Semiconducting Polymer Self-Aggregation and Crystallinity Enables Optimal Morphology and High-Performance Printed All-Polymer Solar Cells，J. Am. Chem. Soc. 2019

https://doi.org/10.1021/jacs.9b10935

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.9b10935