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  實現(xiàn)光電高分子材料的聚合度無批次差異合成是有機光電領(lǐng)域降本增效的重要途徑之一。在聚合物太陽能電池中，二元或多組分共混體系中單一聚合物材料分子量變化導致的光捕獲能力、結(jié)晶行為以及給受體混溶性變化，可使異質(zhì)結(jié)活性層形貌產(chǎn)生顯著變化，從而導致器件性能大幅下降，阻礙了有機光伏技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。然而，在光電材料偶聯(lián)聚合過程中活性鏈處于多樣化且動態(tài)的化學狀態(tài)，以控制反應(yīng)時間為手段或通過人眼實時觀察方式難以實現(xiàn)高分子材料分子量無批次差異以及目標材料的宏量合成。

  近期，武漢大學高等研究院閔杰教授團隊通過其設(shè)計并搭建的一套原位熒光（PL）監(jiān)測系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)據(jù)分析處理腳本，實時跟蹤聚合反應(yīng)中活性鏈的聚合度變化情況，實現(xiàn)了聚合物光伏材料分子量的高精度重現(xiàn)及相應(yīng)光伏器件無批次差異的能量轉(zhuǎn)換效率。

圖1. 聚合度監(jiān)測平臺的構(gòu)建流程

圖2. 熒光參數(shù)-分子量-器件效率模型的建立

圖3. 干擾實驗的相關(guān)數(shù)據(jù)

圖4. 普適性研究材料體系及相關(guān)分子量與性能的關(guān)系

  總之，這項研究不僅成功定制合成了具有目標分子量的光電高分子，還開發(fā)了一套實用的聚合度實時監(jiān)控平臺，以支持大規(guī)模的材料合成生產(chǎn)。這項技術(shù)的創(chuàng)新，有望解決中低分子量（小于50 KDa）光電高分子材料性能批次敏感性問題，從而推動有機光電高分子材料及其功能器件的進一步發(fā)展和應(yīng)用。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-45510-w

  下載：Real-time monitoring polymerization degree of organic photovoltaic materials toward no batch-to-batch variations in device performance