Angew. Chem. ：通过高压下溶解高分子量D18制备的二元有机太阳能电池实现19.65%的效率记录

有机太阳能电池（OSCs）因其独特的优势，如柔性、质量轻和可溶液加工等，受到了科学和工业界的广泛关注。当前，最先进的单结有机太阳能电池可实现超过19%的功率转换效率（PCE），已经达到了商业应用的门槛。通常，高性能OSC由聚合物给体材料和小分子受体材料组成。为使给受体材料在活性层中形成合适的纳米形貌，小分子受体在加工溶剂中要具有良好的溶剂性能；而给体聚合物给体要具有温度依赖的聚集行为，能够在活性层制备过程中形成纳米级纤维网络。D18是一种高性能聚合物给体，可以获得当前最高的PCE。氯仿是制备基于D18的OSC的最佳溶剂。然而，由于高分子量D18在氯仿中的溶解性差，只有较低分子量的D18可以用于OSC的制备。因此，基于D18的二元OSC的效率还有进一步提高的空间。众所周知，给体聚合物的分子量可以显著影响其性质，如溶解性、吸收系数、分子堆积、结晶度和整体OSC性能。高分子量聚合物倾向于形成更有序的、结晶度更高的聚集结构，有利于实现高的电荷传输能力和优异的光伏性能。

最近，青岛大学薄志山教授、刘亚辉教授和路皓副教授，受压力锅原理的启发，设计了一种高压方法（HP方法）来解决与高分子量D18相关的加工问题。通过加压提高了氯仿的沸点和溶解能力，在100°C下将高分子量D18（HW-D18）完全溶解在氯仿中，然后将溶液降温到60°C左右，可以制备均匀的薄膜。与在室温下使用较低分子量D18（LW-D18）制备的共混膜相比，通过HP方法制备的HW-D18共混膜表现出卓越性能，包括更有序的分子堆积、更高的结晶度、更长的激子扩散长度和优异的相形态。因此，通过HP方法制备的基于HW-D18:L8 BO的OSC实现了19.65%的PCE，创下了迄今为止二元器件效率记录的最高值。

此外，HP方法也成功地应用于制备其他体系的OSC，如HW-D18:BTP-eC9-4F和HW-D18:Y6，均可以显著提高器件的性能（PCE均超过19%）。另外，这种方法也适用于逐层（LBL）器件的制备，基于HW-D18/L8 BO的器件实现了超过19%的PCE。总之，该研究发展了一种通用加工高分子量D18的方法，可以实现二元OSC的最高PCE。

论文信息

High-Pressure Fabrication of Binary Organic Solar Cells with High Molecular Weight D18 Yields Record 19.65 % Efficiency

Hao Lu, Wenlong Liu, Guangliu Ran, Zezhou Liang, Hongxiang Li, Nan Wei, Hongbo Wu, Zaifei Ma, Yahui Liu, Wenkai Zhang, Xinjun Xu, Zhishan Bo

第一作者：青岛大学材料科学与工程学院副教授路皓，北京师范大学博士生刘文龙

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202314420