近幾年來，兩維共軛聚合物由于具有寬吸收、高遷移率的優(yōu)點成為聚合物光伏材料領(lǐng)域的研究熱點，從材料設(shè)計角度分析，在不影響聚合物吸收光譜和遷移率的前提下，有效的調(diào)節(jié)其分子能級是這類材料取得突破的最有效途徑之一。因此，找到一種簡單、有效的調(diào)節(jié)聚合物分子能級的方法是一項十分重要的工作。
在中國科學(xué)院、科技部、國家自然科學(xué)基金委和化學(xué)所的大力支持下，化學(xué)所高分子物理與化學(xué)國家重點實驗室相關(guān)研究人員合理利用烷氧基的誘導(dǎo)效應(yīng)，優(yōu)化取代位置，將間位烷氧基苯基引入到兩維共軛聚合物的側(cè)鏈, 在基本不影響吸收光譜和遷移率的前提下，使得相應(yīng)聚合物的HOMO 能級下降0.25 eV, 相應(yīng)光伏器件的開路電壓提高0.18 V, 能量轉(zhuǎn)化效率從5.6% 提高到7.5%，提高幅度超過了30%。該結(jié)果打破了烷氧基作為供電子基團的傳統(tǒng)設(shè)計思路，為高效聚合物光伏材料的精細調(diào)節(jié)提供了實驗依據(jù)。相應(yīng)研究結(jié)果發(fā)表在近期的《先進材料》上（Adv. Mater. 2014, 26, 2089–2095）。文章發(fā)表后被著名科學(xué)網(wǎng)站Science Daily，Nanowerk和the daily fusion連續(xù)報道，并給出了高度評價。他們認為“這是一種在不影響聚合物的吸收和電荷傳輸性能情況下非常有效降低聚合物的HOMO 能級、從而可提高能量轉(zhuǎn)化效率的簡單、廉價的化學(xué)修飾方法。
圖1 聚合物的分子結(jié)構(gòu)以及改變共軛側(cè)鏈對聚合物性能的影響
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