開發高性能的給體聚合物對於非富勒烯有機太陽能電池（NF-OSC）至關重要，這是因為目前先進的非富勒烯受體只有與具有合適能級的匹配給體結合才能發揮良好的性能。但是，能夠用於NF-OSC的給體相關聚合物種類非常有限，最常用的是名為PM6和PM7的聚合物，但事實上這兩種聚合物還存在一些問題。首先，它們（尤其是PM7）的性能取決於對其分子量的精確控制；其次，不同結構的修飾對於這兩種聚合物形態的影響也非常大。
近日，香港科技大學顏河教授與北卡羅來納州立大學Harald Ade教授合作開發了基於隨機聚合策略而合成一系列給體聚合物材料。研究成果發表在新一期的《Advanced Materials》上。該研究通過改變分子結構和分子量來控制給體聚合物的良好形態和高穩性能。這些聚合物的給體是D-A1-D-A2型無規共聚物，其中D和A1單元是源自PM6或PM7的單體，而A2單元則包含一個缺電子核心，其側翼是兩個帶有支鏈烷基鏈的噻吩環，通過插入A2單元，可以微調聚合物的含能水平，以實現更高的開路電壓和更高的光電轉換效率。該研究最後將這些不同聚合物應用於有機太陽能電池器件研發，實驗結果顯示光電轉換效率均在16.0％至17.1％之間。此外，由於可以將缺電子核更換為許多其他結構單元，本項研究策略可以輕鬆擴展到更多NF-OSC高性能給體聚合物材料的合成與應用。