用端硅氧烷侧链取代非富勒烯受体的烷基侧链，可以降低表面能，从而优化体异质结形态和高光伏性能( Replacing alkyl side chain of non-fullerene acceptor with siloxane-terminated side chain enables lower surface energy towards optimizing bulk-heterojunction morphology and high photovoltaic performance )

Rihang Qiu Zhuhao Wu Suhan Li Haiying Jiang Qian Wang Yinchu Chen Xuanchen Liu Lianjie Zhang Junwu Chen

为了更好地控制聚合物太阳能电池体异质结(BHJ)活性层的形貌，选择合适的侧链作为聚合物施主和非富勒烯受体是非常关键的。本工作合成了两种新型的NFAs i-IE-4F和i-IESi-4F,它们分别在中心的茚并二噻吩(IDT)核上含有烷基端基和硅氧烷端基侧链。在i-IESi-4F中加入硅氧烷端基侧链,其表面能为33.32mN/m,远低于i-IE-4F的39.83mN/m,为调节与聚合物供体的相容性提供了很大的机会。两种分别带有烷基和硅氧烷端基侧链的氟苯并三唑基聚合物给体J52和PBZ-2Si,分别显示出36.08和33.10mN/m的值。计算的Flory-Huggins相互作用参数表明,与J52和PbZ-2Si成对时,i-IESi-4F比i-IE-4F更易混溶。所得的I-IESI-4F共混膜具有较低的膜粗糙度和明显改善的BHJ均匀性。在PSC中,J52:i-IESI-4F和PbZ-2Si:i-IESI-4F有源层的功率转换效率分别为12.67%和14.54%,均显著高于i-IESI-4F有源层的7.34%。有趣的是,PbZ-2Si:I-IesI-4f活性层是一种由硅氧烷端基侧链（D Si：a Si匹配）组成的施主：受主共混体系,由于侧链的组合效应,具有最高的BHJ混溶性,它表现出最高的效率,被有效的激子解离、最低的双分子复合和最佳的电荷传输所支持。我们的研究结果表明，作为侧链工程，在NFAs上附着硅氧烷端基侧链，在降低其表面能，实现对BHJ形态的精细控制，并导致更好的给体：受体共混体系方面具有很大的潜力。

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