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目前，有機(jī)光伏常用的非富勒烯受體（Y6及其衍生物）具有窄帶隙、中等HOMO能級和高結(jié)晶性等特點(diǎn)，這要求聚合物給體具有相匹配的物理性質(zhì)，例如互補(bǔ)的光吸收、匹配的HOMO能級以及優(yōu)異的形貌和相分離。然而，完全滿足這些要求的聚合物較少，而且如何設(shè)計(jì)合成高性能的聚合物給體仍然面臨挑戰(zhàn)。

武慶賀教授課題組設(shè)計(jì)合成新型稠環(huán)化合物四氟萘二噻吩FNT，利用FNT設(shè)計(jì)合成的聚合物PFNT-F和PFNT-Cl具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)多氟取代使聚合物具有較低的HOMO能級(~ -5.5 eV)和較寬帶隙(~ 2.0 eV) (2)原子間豐富的弱相互作用(F…H, F…F)使聚合物具有高的薄膜結(jié)晶性和高效的空穴傳輸；(3)與多氟取代的非富勒烯受體N3具有良好的相容性，共混薄膜具有納米纖維狀形貌且在基底上采用Face-on取向，而在純膜中主要采用Edge-on的取向。由于匹配的光電物理性質(zhì)、高效的電荷傳輸、以及優(yōu)異的形貌和相分離，基于PFNT-F/Cl:N3的有機(jī)太陽能電池具有高達(dá)0.80的填充因子(FF)，以及優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率17.53 %和18.10 %，這是最好的給體材料之一。該工作說明多氟取代是設(shè)計(jì)合成高性能聚合物給體的高效策略。

該論文共同第一作者為汕頭大學(xué)研究生陳錦明和李冬燕，通訊作者為武慶賀教授，合作者包括南方科技大學(xué)何鳳教授、汕頭大學(xué)黃曉春教授和黨麗教授、東華大學(xué)喬小蘭教授。該工作得到國家自然科學(xué)基金、廣東省高校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和廣東省自然科學(xué)基金的資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202215930