含硼氮配位键的高分子受体材料实现效率14%的全高分子太阳能电池

        全高分子太阳能电池具有优异的热稳定性和机械性能，其能量转换效率的提升受限于高分子受体材料的发展。目前，高分子受体材料的分子设计主要基于缺电子的酰亚胺结构，氰基以及硼氮配位键结构。另外，将小分子受体材料作为重复单元，聚合得到高分子受体材料，也成为设计高性能高分子受体材料的新策略。

        在本工作中，我们将Y6类型小分子受体的衍生物与基于硼氮配位键的拉电子单元共聚，发展出新的A-A型高分子受体材料（PBN25）。相比于将Y6类型小分子受体的衍生物与不含硼氮配位键的推电子单元共聚得到的D-A型高分子受体材料（PBN25-CC），P1-BN的HOMO和LUMO能级降低了约0.1 eV，同时表现出更强的结晶性。将PBN25和PBN25-CC作为受体材料制备全高分子太阳能电池器件，PBN25的能量转换效率达到14%，高于PBN25-CC的7%能量转换效率。其原因在于PBN25有更低的HOMO能级，有利于激子解离，使器件短路电流和填充因子提升。本工作说明，基于硼氮配位键的缺电子单元，在构建高性能高分子受体材料方面很有潜力。

                                         Y. H. Wang, N. Wang, Q. Q. Yang, J. D. Zhang, J. Liu*, L. X. Wang, J. Mater. Chem. A, 2021, 9, 101109.