长春应化所：侧链活化共轭聚合物及其在光伏器件的应用
今天和大家分享一篇关于侧链共轭聚合物的angew通讯，题为：“Diketopyrrolopyrrole-based Conjugated Polymers Bearing Branched Oligo(Ethylene Glycol) Side Chains for Photovoltaic Devices”，中文为“基于吡咯并吡咯二酮合成的带有树状乙烯乙二醇侧链的共轭聚合物及其在光伏器件的应用”。通讯作者为中科院长春应化所的刘俊研究员（下图左）和王利祥研究员（下图右）。
关键词：共轭聚合物、介电常数、低聚糖（乙烯乙二醇）、支链、太阳能电池
共轭聚合物对于可溶液加工的有机光电器件至关重要。科学家在开发新型聚合物骨架方面做出了巨大努力，但是却很少研究侧链。王等把树枝状乙烯乙二醇低聚糖作为聚合物侧链进行了相关研究。与传统的烷基侧链相比，树枝状OEG侧链使得到的共轭聚合物ππ堆积距离更小，空穴迁移率更高，带隙更小，介电常数更高，表面能更大。该共轭聚合物在聚合物太阳能电池上表现优异，近红外响应的能量转移效率达到5.37%，并且活性层厚度对其影响不大。增加的介电常数，聚合物太阳能电池的优异表现，和活性层厚度的低相关性等均表明，树状OEG支链是一种很有前景的烷基侧链的替代品。
图一、树状OEG侧链
a：树状OEG侧链和烷基侧链比较示意图
b：化学结构和合成路线。
图二、 四种聚合物的理化参数
图三、四种聚合物的相关表征
a,四种聚合物旋涂膜的Gl-XRD图案
b,四种聚合物的紫外可见吸收光谱
c,四种聚合物的LUMO/HOMO能级
d,四种聚合物相对介电常数和频率的关系
图四、 基于四种聚合物的聚合物太阳能电池
a,基于四种聚合物的聚合物太阳能电池的电流-电压曲线
b,基于四种聚合物的聚合物太阳能电池的外量子效率曲线
图五、 基于四种聚合物的聚合物太阳能电池的参数
图六、四种聚合物和PC71BM混合后的TEM表征
把四种聚合物和PC71BM混合后得到厚度大约为100nm的活性层，TEM照片。白色标尺表示200nm
图七、 不同厚度的活性层
a, 不同厚度活性层的电流-电压曲线b, 不同厚度活性层的外量子效率曲线
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