Under the premise of ensuring favorable bulk heterojunction morphology in organic solar cells (OSCs), conjugated polymer donors with deep-lying highest occupied molecular orbital (HOMO) levels are highly important to improve power conversion efficiencies (PCEs) by reducing photovoltage loss. However, the development of such materials has lagged. Herein, a thiadiazole-based conjugated polymer, PB2F is reported, which has a very deep HOMO level of −5.64 eV, and high electroluminescence quantum efficiency of 3.9 × 10⁻³. In OSCs, the PB2F-based OSC gives an excellent PCE of 14.5% with an ultrahigh open-circuit voltage (V_OC) of 0.957 V by blending with an electron acceptor of IT-4F. More importantly, the PB2F as a third component is added into the PBDB-TF:BTP-eC9 blend to achieve an outstanding PCE of 18.6% (certified PCE 18.2%), which is one of the highest PCEs in OSCs.

中文翻译：

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具有超深 HOMO 能级和强电致发光的噻二唑基共轭聚合物使有机太阳能电池的效率提高 18.6%

在确保有机太阳能电池 (OSC) 中良好的本体异质结形态的前提下，具有深层最高占据分子轨道 (HOMO) 能级的共轭聚合物供体对于通过减少光电压损失来提高功率转换效率 (PCE) 非常重要。然而，此类材料的发展滞后。在此，报道了一种基于噻二唑的共轭聚合物PB2F，其具有-5.64 eV 的非常深的HOMO 能级和3.9 × 10 ^{-3 的}高电致发光量子效率。在 OSC 中，基于 PB2F 的 OSC 提供了 14.5% 的出色 PCE，并具有超高的开路电压 ( V _OC) 0.957 V 通过与 IT-4F 的电子受体混合。更重要的是，将 PB2F 作为第三种成分添加到 PBDB-TF:BTP-eC9 混合物中，实现了 18.6% 的出色 PCE（认证 PCE 18.2%），这是 OSC 中最高的 PCE 之一。