采用合成两种高性能聚合物PM6和D18所用的单体，通过无规共聚合成了三种三元共聚物给体材料（PL1、PL2和PL3）。三元共聚策略可以适度降低聚合物主链的规整性，使其在邻二甲苯等非卤化溶剂中的溶解度大大提高并且具有温度依赖聚集（TDA）行为，适合绿色溶剂加工制备有机太阳能电池（OSC）。其中，基于L1的OSCs显示出高且平衡的空穴和电子迁移率，更长的电荷分离和激子寿命，以及更好的激子离解和电荷收集能力。三元共聚物PL1的光电转换效率达到了18.14%，且具有很低的能量损失，性能远远优于PM6（15.16%）和D18（16.18%）。该研究结果为设计高性能无卤加工聚合物给体材料提供了一条有效途径。

  近年来，基于聚合物给体和非富勒烯受体（NFA）的体异质结（BHJ）有机太阳能电池（OSC）的功率转换效率（PCE）得到了迅速提高。目前，大多数高效OSC都是由氯仿、氯苯和二氯苯等卤化溶剂以及1,8-二碘辛烷（DIO）、1-氯萘等卤化添加剂加工而成，这些加工溶剂和添加剂不仅对人体健康和环境有害，而且这些溶剂蒸汽的后处理程序十分复杂。因此，有必要开发可用环境友好的“绿色”溶剂加工的OSC，这些溶剂通常是指非卤化溶剂，如甲苯、邻二甲苯、四氢呋喃等。然而，大多数使用非卤化溶剂制备的OSC通常会有着较差的性能。

本文亮点：

Figure 5. Contour plots of time-resolved absorption difference spectra of PL1:BTP-eC9-2F (a), PM6:BTP-eC9-2F (b), and D18:BTP-eC9-2F (c) based blend films together with their fs-TA spectra (d)-(f) recorded at selected decay times. (g) Normalized transient kinetic traces probed at 830 nm for the GSB signal of acceptor.

  综上所述，他们设计并合成了三种具有不同摩尔比（D:A1:A2）的宽禁带D-A1-D-A2型三元无规共聚物（PL1、PL2和PL3），它们的重复单元来源于两种常见的给体聚合物PM6和D18。与PM6和D18相比，三元无规共聚物PL1在无卤溶剂（邻二甲苯）中的溶解度大大提高，这主要得益于主链规整性的适度降低。此外，三元无归共聚物均具有温度依赖的紫外吸收特性，这为实现使用非卤化溶剂处理高性能OSC提供了可能性。随后，使用窄带隙材料BTP-eC9-4F为受体，运用邻二甲苯制备OSC。PL1:BTP-eC9-4F共混膜形成了均匀的纤维形态和合适的相分离，相应的器件显示出更高和更平衡的空穴和电子迁移率，更长的电荷分离激子寿命和更好的激子离解和电荷收集能力。最终，基于PL1的最佳器件的PCE达到了18.14%，远远高于基于PM6（15.16%）和D18（16.18%）的器件。18.14%的PCE是迄今为止报道的非卤化溶剂处理的OSC的最高值之一。该工作为实现绿色溶剂处理高性能OSC奠定了新的分子设计策略。

  文章的第一作者为路皓，文章的或者共同通讯作者为刘亚辉、徐新军、薄志山。文章的通讯单位为北京师范大学、青岛大学 。

  论文链接 ：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202203193