全聚合物太阳电池（all-PSCs）以聚合物给体和聚合物受体作为活性层材料，由于给/受体材料均为聚合物，因此具有优异的热稳定性和机械稳定性，在可穿戴及柔性可拉伸器件的应用中更具优势，受到研究者们广泛关注。目前，all-PSCs的光电转换效率（PCE）目前已经突破18%。但是，和基于非富勒烯小分子受体的聚合物太阳电池相比，all-PSCs的效率仍然比较滞后。这种情况主要由两方面原因造成：一方面，高性能的近红外聚合物受体材料的种类和数量仍然很少，all-PSCs的短路电流（J_SC）仍然有很大提升空间；另一方面，全聚合物共混体系相分离形貌难以调控、通常导致较低的迁移率，从而限制了all-PSCs的进一步发展。因此，寻找有效的分子设计策略进一步降低聚合物受体光学带隙的同时、拥有良好的电荷传输能力、低的能量损失和批次性差异等性能，是开发高效、稳定的全聚合物太阳电池的长期挑战之一。

图1目前小分子受体高分子化两种典型的结构示意图：（a）小分子受体高分子化线性聚合物受体（LC-PSMAs）；（b）双缆型聚合物受体PT-YTz 

  近期，武汉大学高等研究院闵杰教授团队提出了一个新的聚合物受体分子设计策略，合成了以聚噻吩为分子共轭骨架、受体Y11衍生物T-YTzBr为侧链吊坠基团，通过壬酸甲酯链连接单元结合的骨状给体/受体双缆型共轭聚合物受体（DC-PSMA，图1）PT-YTz。PT-YTz很好地继承了稠环小分子受体的优点，具有良好的溶解性和成膜性。此外，PT-YTz具有较高的吸光系数1.39×10⁵ cm^-1，其光学带隙仅为1.31 eV，远好于目前报道的线性聚合物受体材料。通过引入聚合物PM6作为给体材料，在最优器件条件下其器件PCE达到了16.15%，J_SC高达26.27 mA cm^-2, 且非辐射复合损失仅为0.16 eV。值得一提的是该类双缆型聚合物受体可以进一步通过聚噻吩主链或者侧链吊坠基团的修饰从而进一步精细调控材料光物理性质（吸收和能级），改善分子平面性、结晶性、介电常数、电子迁移率、活性层微观形貌、获得更多高效率、高稳定性聚合物受体材料。从而进一步深化对双缆型聚合物受体分子设计策略的认识，推动全聚合物光伏体系的发展。

  总之，这些实验结果证明了双缆型聚合物受体在高效all-PSCs中应用前景广阔，为设计和开发高性能聚合物受体材料和构建高性能全聚合物光伏体系提供了新的设计思路。该工作以“Constructing a Double-Cable Polymer Acceptor for Efficient All-Polymer Solar Cells with a Non-Radiative Recombination Energy Loss of 0.16 eV”为题发表在《Chemistry of Materials》上（doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c02299）。武汉大学高等研究院博士毕业生汪涛为第一作者，博士研究生孙瑞和闵杰教授为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委和校内自主科研项目的支持。

  原文连接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.chemmater.2c02299