全聚合物太阳能电池（All-PSC）被认为是实际应用中最有前途的有机光伏（OPV）技术，由于与小分子组成的对应物相比具有优异的形态稳定性和机械耐久性。然而，由于供体-受体混合不充分（导致自由激子产生较弱）和平庸的结晶（导致电荷传输低），all-PSC 的功率转换效率 (PCE) 值长期表现不佳，直到聚合小分子受体 (PSMA) 被提出。迄今为止，推动all-PSC 效率超过 17% 的快速发展显示了该研究领域的新活力。

  目前all-PSC的研究主流是进一步提升PCE与小分子组成的对照体系的PCE一样高，而根据经验，三元共混策略是实现这一目标最常用的方法之一。值得注意的是，这些作品也更倾向于声称增强的设备稳定性和有时更好的机械耐用性，但很少有作品提供对此类改进的深入理解。由于 PSMA 的化学性质现在已经从传统的基于苝二酰亚胺 (PDI) 和萘二酰亚胺 (NDI) 的化学性质转变为基于小分子的化学性质，因此器件稳定性的变化值得进行更深入的研究，而不是作为与报告一起报告的附加参数三元体系设计促进的PCE。

  在稳定性增强方面，最有效的方法之一是减少形态和OPV器件的老化损失。除了陷阱辅助重组增加的广泛认可机制外，形态退化（尤其是供体和受体的混合或去混合）也被发现是一个重要因素。由于这两种进化行为都可能导致显着的老化损失，因此找到一个平衡点以最小化不需要的形态退化应该是一个不错的选择。因此，混合两种具有不同相演化方向的高效二元供体-受体系统有望成为一种合理实用的三元策略，以获得高效稳定的 OPV 器件。此外，将all-PSCs的器件性能、有源层形貌和物理参数关联起来有利于理解稳定性变化，但尚未引起足够重视。

  在这里，选择 PQM-Cl:PY-IT 和 PTQ10:PY-IT 两个亲本二元全聚合物体系来构建高性能三元共混物。由于系统地提高了开路电压 (VOC)、短路电流密度 ( JSC)和填充因子(FF)，随着薄膜的延展性同步上升。更重要的是，与其他组件比的对应物相比，优化后的三元all PSC 在最大功率点 (MPP) 跟踪下获得了显着增强的器件运行稳定性，这主要是由于“burn-in”退化的缓解。基于这种组分比例的变化，研究者制做了活性层在 N2 手套箱中 1 太阳光照下活性层退化 10 小时的器件，结果进一步支持了最佳三元混合物中的“burn-in”损失最小化。形貌学表征在强光应力后最佳三元薄膜中呈现出良好的相分离，而其他系统则偏离其自身的初始状态。至于结晶行为，正面取向和 π-π 堆叠排序在最佳三元混合物中也得到了最好的保持。考虑到所有其他体系的参数，PTQ10 的形貌降解方向与 PQM-Cl 的相反，这可能在混合比为 0.8:0.2:1.2 时实现所需的平衡。此外，光物理实验揭示了从 PTQ10 到 PQM-Cl 的电荷转移途径，它还充当额外的电荷产生通道，保护了供体混合物中的 PQM-Cl 电荷产生特征，以及在最佳三元系统中保持良好的空穴转移动力学PQM-Cl:PY-IT 和 PTQ10:PY-IT 二元薄膜中相反变化方向导致的光吸收相互抵消。这项工作清楚地提出了合理的三元设计的意义，以通过全面的形态和物理研究支持提高器件稳定性，推动构建具有良好性j能参数的全 PSC 的前景。

要点：

  1、最优三元全聚合物体系达到18.45%的记录PCE，且在MPP追踪下于2000小时运行后，仍保持>60%的初始效率。

  2、有源层的薄膜延展性亦有所提升。实验对照组揭示稳定性表现差异主要来自于器件burn-in损失的不同。

  综上所述，他们在此关注all-PSC最受关注的话题，如三元器件设计、光稳定性和底层机制。与基于 PQM-Cl:PY-IT 和 PTQ10:PY-IT 的二元全 PSC 相比，基于 PQM-Cl:PTQ10:PY-IT (0.8:0.2:1.2) 的三元全 PSC 同时实现了更高的 PCE 、薄膜延展性和器件稳定性。器件寿命延长是通过减轻老化损耗实现的，因此通过比较新鲜薄膜和光降解薄膜，在 PCE、形态特征和激子行为方面进一步了解工作。然后发现 PQM-Cl 和 PTQ10 表现出相反的形态演变趋势，幸运的是在混合时达到平衡，从而使纯和混合的相长度尺度保持良好。这种抵消策略也成功地保持了电荷转移动力学。因此，这项工作揭示了精细三元混合设计的潜在物理和形态机制，能够减少高效稳定all PSC 的“burn-in”损失。

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202212275

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