截至2012年底，单结聚合物太阳电池最高效率为9.31%，而叠层器件的效率则达到10.6%，可见叠层器件的开发在聚合物太阳电池发展中起着举足轻重的作用。叠层太阳电池主要由顶电池和背电池组成。目前顶电池的材料以聚噻吩共轭高分子为主。然而，聚噻吩较低的开路电压和短路电流，极大地限制了叠层聚合物太阳电池效率的进一步提升。
         本研究中，我们以苯并三噻吩（BTT）和联二噻唑（BTz）为基本单元，通过Stille偶联聚合，设计并合成了一种新的共轭聚合物材料BTT-BTz。该聚合物紫外吸收范围为420-620nm，与聚噻吩吸收基本相当；而较低的HOMO能级（-5.65eV）和较宽带隙（2.05eV），使得其开路电压和短路电流相对于聚噻吩有较大的提高（0.81V和10.9 mA/cm2）。在1%1,8-二碘辛烷的作用下，BTT-BTz/PC71BM复合薄膜的形貌得到优化，粗糙度由3.38nm降到2.58nm，均匀性改善，同时，PCBM分散相尺寸降低，并形成带有互穿网络的纳米尺寸相分离结构。以该复合薄膜为光敏层的聚合物太阳电池器件，光电转换效率达到5.06%。由于BTT-BTz具有较低的HOMO能级，较宽的带隙，解决了叠层太阳电池器件中短路电流和开路电压较低的问题，为叠层聚合物太阳电池的发展提供了一种新的可选材料。

 

   

New benzotrithiophene derivative with a broad band gap for high performance polymer solar cells. Xiaoli Zhao, Dalei Yang,Hongying Lv,Li Yinand Xiaoniu Yang. Polymer chemistry.

（高分子功能复合材料课题组）