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  目前，有機太陽能電池非富勒烯受體主要是Y6及其衍生物，其具有600 - 900 nm光吸收范圍、中等HOMO能級和高結(jié)晶性等特點。這要求聚合物給體具有相匹配的物理性質(zhì)，例如互補的光吸收、匹配的HOMO能級和優(yōu)異的形貌相容性。然而，完全滿足這些要求的聚合物較少，如何設(shè)計合成高性能的聚合物給體仍然具有挑戰(zhàn)。由于氟的原子半徑小、吸電子能力強（誘導(dǎo)效應(yīng)）且易形成豐富的分子間弱相互作用，因此氟原子可用于調(diào)控聚合物的能級、結(jié)晶度和載流子遷移率等。盡管氟原子廣泛用于共軛聚合物的設(shè)計合成，然而多氟取代的缺電子單體很少被報道。

  最近，汕頭大學(xué)武慶賀教授課題組利用1,2-二溴四氟苯和3,3''''-二(三甲基錫基)-5,5''''-二(三甲基硅基)-2,2''''-聯(lián)噻吩為起始原料，通過一步Stille反應(yīng)簡便地合成了FNT-2TMS，脫去TMS即可得到新型稠環(huán)化合物4,5,6,7-四氟萘 [2,1-b:3,4-b′]二噻吩FNT（圖1）。利用FNT設(shè)計合成的聚合物PFNT-F和PFNT-Cl（圖2）具有如下優(yōu)點：(1)多氟取代使聚合物具有較低的HOMO能級(~ -5.5 eV)和較寬帶隙(~ 2.0 eV) (2)原子間豐富的弱相互作用(F…H, F…F)使聚合物具有高的薄膜結(jié)晶性和高效的空穴傳輸；(3)與多氟取代的非富勒烯受體N3具有良好的相容性，共混薄膜具有納米纖維狀形貌且在基底上采用Face-on取向，而在純膜中主要采用Edge-on的取向。由于匹配的光電物理性質(zhì)、高效的電荷傳輸、以及優(yōu)異的形貌和相分離，基于PFNT-F/Cl:N3的有機太陽能電池具有高達0.80的填充因子(FF)，以及優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換效率17.53 % 和18.10 %（圖3），這使它們成為最好的給體材料之一。該工作說明多氟取代是設(shè)計合成高性能聚合物給體的高效策略。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202215930

  下載：A Multifluorination Strategy Toward Wide Bandgap Polymers for Highly Efficient Organic Solar Cells