开发高性能的供体聚合物对于实现高效非富勒烯有机太阳能电池（OSCs）至关重要。然而，目前大多数高效OSCs都是基于一种名为PM6的供体聚合物，而PM6的性能对其分子量高度敏感，因此在不同批次之间有很大的差异。

近日，苏州大学张茂杰教授，香港科技大学颜河教授报道了一种高性能的三元共聚物（PM1），它不仅能够实现高OSC效率(接近17.6%)，更重要的是，具有极好的器件重复性和批量合成重复性。

文章要点

1）该聚合物可以通过无序三元聚合策略合成，即在最先进的PM6聚合物主干中加入20%的噻吩-并噻唑（thiophene-thiazolothiazole）（TTz）嵌段，得到一种D-A₁-D-A₂型三元共聚物。

2）聚合物的形态和电学表征结果显示：i)TTz单元具有近乎完美的共面结构，可以提高聚合物的结晶度和电荷迁移率；ii)TTz单元的加入可以调节聚合物与非富勒烯受体之间的相容性，从而获得更有利于高填充因子（FF）的相界面；iii) TTz单元对聚合物的温度依赖性聚集（TDA）性能也有一些负面影响，这对于获得最佳形态和出色的OSC性能非常重要。

3）总体而言，TTz单元含量为20%的三元共聚物具有最佳性能，可以保持TTz单元的一些优点（较好的结晶度、电荷迁移率和较高的畴纯度)，同时将TTz单元的负面影响降至最低。

由于PM1聚合物的高性能和极大的重复性，在不久的将来PM1聚合物有望在OSC领域得到广泛的应用。

Wu, J., Li, G., Fang, J. et al. Random terpolymer based on thiophene-thiazolothiazole unit enabling efficient non-fullerene organic solar cells. Nat Commun 11, 4612 (2020)

DOI：10.1038/s41467-020-18378-9

https://doi.org/10.1038/s41467-020-18378-9