Energy Reviews | 异构体对聚合小分子受体光伏性能影响的前沿技术
文章题目：Impact of isomers on the photovoltaic properties of polymerized small-molecule acceptors
关键词：All-polymer solar cells，polymerized small-molecule acceptors，Polymerization sites
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772970222000086
近日，苏州大学崔超华教授团队在Energy Reviews发表文章“Impact of isomers on the photovoltaic properties of polymerized small-molecule acceptors”, 该文章详细分析了局部特定端基和局部规整性聚合型小分子受体的最新研究进展，并就新型高效端基和局部规整性聚合型小分子受体的设计及其对结构-形态-性能-稳定性关系进行探索及趋势展望。
01 内容简介
1. Introduction （前言）
2. Molecular engineering of region-regular PSMAs（局部规整性聚合物小分子受体的分子工程）
2.1. Phenyl-fused malononitrile-based PSMAs（基于苯稠合丙二腈的聚合物小分子受体）
2.2. Thienyl-fused malononitrile-based PSMAs（基于噻吩稠合丙二腈的聚合物小分子受体）
3. Conclusion and outlook （总结和展望）
02 内容亮点
1、本文认为小分子受体末端基团上的聚合中心对聚合物受体的吸收光谱、分子轨道能级、分子堆积、结晶度、载流子迁移率和器件性能起着决定性的作用。
2、本文重点介绍了局部特定端基和局部规整性聚合型小分子受体的最新进展，旨在总结分子结构-物理化学性质-活性层形态-器件性能之间的关系。
3、本文讨论了局部特定终端群和局部规整性聚合型小分子受体未来的设计方向和面临的挑战。
03 内容导读
本文介绍了端基异构体的合成方法，阐明了分子结构--物理化学性质--活性层形态--器件性能之间的关系，并讨论了局部规整性聚合型小分子受体设计面临的主要挑战和全聚合物太阳能电池的未来发展前景。苯稠合丙二腈的合成路线与小分子受体的合成路线很相似，是目前应用最广泛的聚合型小分子受体端基。
与苯稠合丙二腈不同，噻吩稠合丙二腈的典型合成路线一般是从芳环一元酸开始的。由于噻吩环(非中心对称结构)上α和β位置的电子云密度不同，易于分离的噻吩稠合丙二腈单元的异构体在极性上有明显的差异。此外，与苯稠合丙二腈相比，噻吩稠合丙二腈单元具有更强的分子间相互作用和更好的电子离域，导致了更有序的分子堆积聚合型小分子受体。
04 重要结论
1、新型高效端基和局部规整性聚合型小分子受体的设计及其对结构-形态-性能-稳定性关系的系统机理理解等仍需进一步研究：例如，应该丰富聚合型小分子受体的无异构体端基文库；
2、全聚合物共混膜的形态优化是一个关键挑战：与小分子受体不同，聚合型小分子受体与聚合物给体的混合在热力学上是不利的，可能导致严重的相分离形态；
3、稳定性是全聚合物太阳能电池应用的关键问题：它不仅取决于有源层组分的固有稳定性，而且还取决于共混膜的形态稳定性；
4、尽管规整的聚合物受体可以有效地减少由于高分子链的构象无序而导致的非辐射复合，但仍有必要进一步调整聚合物给体和受体的化学结构，以抑制能量损失。因此开发与聚合型小分子受体相匹配的聚合物给体材料是驱动全聚合物太阳能电池效率和稳定性的重要因素。
作者简介：
崔超华，苏州大学教授，长期从事有机光伏材料与器件研究，2020年获国家优秀青年科学基金。至今已在Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Energy Environ. Sci., Chem. Mater.等期刊发表SCI论文六十多篇，他人引用6000余次，h-index = 38。入选2020年度Journal of Materials Chemistry A新锐科学家，担任SCI期刊Royal Society Open Science副主编、InfoMat青年编委。
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