近日，河南大学未来技术学院（光伏材料省重点实验室）谭付瑞教授团队与国家纳米科学中心丁黎明研究员、河南师范大学秦朝朝副教授等提出分子对称型破缺策略构筑新型苯并呋喃基高分子，并将其应用有机太阳能电池取得了重要进展，成果以“Asymmetric π-bridge engineering enables high-permittivity benzo[1,2-b:4,5-b′]difuran-conjugated polymer for efficient organic solar cells”为题在国际权威期刊Advanced Materials, 2023, e2306373发表。我校青年教师高跃岳为该论文第一作者，谭付瑞教授，丁黎明研究员和秦朝朝副教授为论文共同通讯作者。

有机太阳能电池（OSCs）作为新一代可再生能源技术，因其具有重量轻、原料来源广泛、可通过卷筒工艺制备大面积器件等特点而备受关注。经过近数十年的器件工艺革新和有机光电功能性材料研发，OSCs单节器件和叠层器件的光电转化效率已分别超过19%和20%，展现出较大的应用前景。目前高性能OSCs光敏材料大多基于噻吩模块单元构筑，而噻吩衍生物主要来源于石油提炼，储量有限， 工业制备条件较为苛刻。相较于噻吩衍生物，作为同族的呋喃衍生物（糠醇、糠醛、糠酸等）可以广泛来源于秸秆、玉米芯、蔬菜根等，因此呋喃类光电材料研发在其大规模应用方面具有较高的成本竞争力。然而，基于呋喃类光电材料的OSCs效率却较大程度地滞后于基于噻吩类光电材料的OSCs效率。

图1.目标呋喃类高分子分子结构

图2. OSCs器件性能

鉴于上述现状，未来技术学院光伏材料省重点实验室谭付瑞教授团队与国家纳米科学中心丁黎明研究员、河南师范大学秦朝朝副教授等合作通过分子π桥失称策略设计合成了三种呋喃类高分子光电材料（图1）。他们发现目标不对称呋喃基高分子PBDF-TF-BTz不仅较其对称型呋喃类高分子表现出较高的相对介电常数，而且也展现出更有利的分子排布行为和与非富勒烯受体材料Y6较为合适的相容性。经过系列器件性能优化，目标器件最终获得18.10%的光电转化效率，属于基于呋喃类高分子OSCs效率的较好水平（图2）。该工作为呋喃类高分子的设计合成提供了一定的指导和理论基础。

本工作得到了得到国家自然科学基金、河南大学青年交叉基金、河南省科技发展计划、河南大学基金等项目支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202306373