有机太阳电池以质轻、柔性、可溶液大面积加工等优点而有潜力成为新一代光伏技术。近年来，有机太阳电池的光电转化效率取得了显著进步。这除了受益于活性层给/受体的分子设计和器件加工工艺的优化外，界面工程也发挥着至关重要的作用，置于金属电极和活性层之间的界面层可降低界面能垒，改善电荷的提取和传输，从而提高电池的光伏性能。
通常，强极性或者离子型的聚合物材料具有修饰电极的功能，适用于有机电子器件的界面工程。例如，共轭聚合物电解质已经广泛应用于修饰有机太阳能电池的阳极和阴极，其离子型的侧链赋予材料优异的溶液加工性能和界面调控功能。但是，共轭聚合物电解质的合成通常采用金属催化的偶合反应，聚合过程中涉及有机金属中间体的合成，一方面增加了材料的制备成本，另一方面易于造成金属催化剂在材料中的残留。不同于传统的聚合物电解质，紫罗烯聚合物中带电离子部分位于聚合物主链，具有更高而且可调的离子浓度，其合成方法简单，条件温和而且绿色，成本比较低廉。并且，主链离子化使得聚合物易溶于极性溶剂，具有与活性层材料正交的溶解性，易于加工成膜，从而适用于有机光电器件的界面修饰。
刘瑶课题组破解了非共轭聚合物电学性能的瓶颈。从改造紫罗烯聚合物主链入手，通过优化共轭结构单元和共价离子链，巧妙地将有机小分子半导体材料的电学性能同聚合物材料的优异加工性能相结合，克服非共轭聚合物主链缺少分子内π电子共轭离域的不利影响，提出电活性紫罗烯聚合物的概念，构筑了新型的电活性紫罗烯聚合物界面材料体系。
文章信息
Electroactive Ionenes: Efficient Interlayer Materials in Organic Photovoltaics. 2022, 55, 8, 1097–1108. (Front Cover）
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