异质结(bulk-heterojuntion)太阳能电池中光生激子的分离、电子与空穴的传输对于电池短路电流与填充因子至关重要。有效的激子分离与载流子传输要求光活性层中给体材料与受体材料具有纳米级分离及穿插网状结构。

高德青教授课题组将给电子与吸电子能力匹配的结构单元进行有效地组合，电子受体苝经烷基链垂挂在电子给体芴-噻吩共聚链上，制备成一种电子给体/受体双缆型(double-cable)聚合物。聚合物分子中苝单元π-π堆积形成电子传输通道，给体芴-噻吩共聚链形成空穴传输通道。将这个界面材料掺杂到P3HT：PCBM，提高了光活性层对太阳光的吸收，促进给/受体界面有效的激子分离；通过形成连续的穿插网状结构，有效地提高了载流子的传输速率，由此提高了太阳能电池的短路电流，将光电转化效率提高27.5%，达到4.5%，同时改善了电池的稳定性。

相关研究工作发表在Macromolecules期刊。文章链接：DOI: 10.1021/acs.macromol.7b01792。该工作得到了国家自然科学基金委项目的资助和支持。