近日，我校米立伟教授团队与北京化工大学张志国教授团队合作在材料科学领域国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》（中科院1区，TOP期刊，影响因子32.4）上发表“Halogen-Substituted Phenazine Cores Reduce Energy Losses and Optimize Carrier Dynamics in Tethered Acceptors for 19.8% Efficient and Stable Polymer Solar Cells”的研究论文。我校米立伟教授和北京化工大学张志国教授为论文共同通讯作者。

聚合物太阳能电池作凭借轻、薄、柔及可溶液加工等优势，展现出广阔的应用前景。以往的研究已表明，通过柔性烷基链连接构筑的寡聚化链接受体（Tethered Acceptors），可有效抑制活性层的热力学弛豫行为，显著改善器件的拉伸性能等。然而，相应器件的能量转换效率通常低于19 %，这主要是由于器件较高的能量损失（~ 0.6 eV）及欠佳的电荷传输能力。本论文在小分子受体的稠环结构中引入卤代的吩嗪（Phenazine）单元，设计合成了三种二聚体受体分子，调控其聚集行为及与聚合物给体的相容性。研究表明，具有吩嗪单元修饰的受体通过抑制非辐射复合，将能量损失降低至0.525 eV。其中，基于氟化受体DPz-F的共混膜表现出更为均匀的纤维状形貌和更优的相分离结构，相应的器件实现了创纪录的82.42 %高填充因子和19.80 %的高能量转换效率。同时，基于DPz-F的器件表现出优异的长期稳定性，T₈₀寿命（效率衰减至初始值80 %的时间）约为1000小时。本工作进一步展现了高性能链接受体材料在降低器件能量损失和优化载流子动力学方面的关键作用。论文链接：https://doi.org/10.1039/D5EE01686J