NDI聚合物現已經成為最成功的N-型高分子半導體，取得了極其優異的晶體管性能并保持著多項全聚合物電池的效率記錄。郭旭崗同時深入研究了酰亞胺單體家族的另外一個重要成員：雙噻吩酰亞胺(Bithiophene imide, BTI)，并構建了一系列基于BTI的聚合物半導體(J. Am. Chem. Soc. 2011,133,1405;J. Am. Chem. Soc. 2012,134, 18427;Adv. Mater. 2012,24, 2242; Nature Photonics 2013,7,825;J. Am. Chem. Soc. 2014,136,16345;J. Am. Chem. Soc. 2015,137,12565)。與NDI和PDI相比，BTI具有更高的化學活性和大幅度減小的位阻，從而提供了一個前所未有的機會對其結構進行拓展優化。在前期工作中，郭旭崗團隊利用稠環策略成功合成了一系列(半)梯型有機半導體，并在晶體管和全聚合物電池中取得了可比于NDI和PDI聚合物的器件性能(Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 9924; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 15304; J. Am. Chem. Soc. 2018,140,6095.)。但是，噻吩相對于苯環更富有電子,在一定程度上減弱了半導體的電子親和力。因此通過拉電子基團功能化BTI不僅會產生更強的電子受體單體,同時還能解決NDI和PDI結構上的缺陷。基于此，郭旭崗團隊克服了合成上的挑戰，成功制備出新穎的氟取代的酰亞胺及其聚合物半導體。理論計算表明,相對于沒有氟的單體f-BTI2,氟取代的單體f-FBTI2表現出更低的能級，有助于提升聚合物的N-型性能。

相比于f-BTI2-T和之前報道的s-BTI2-FT和f-BTI2-FT的全聚合物電池，以f-FBTI2-F為電子受體材料的電池實現了性能的巨大提升，能量轉化效率達到8.1%(圖2)，同時實現了高達1.05V的開路電壓值和低至0.53eV的能量損失。與NDI和PDI有著不同的結構和電子特性的新型受體單體f-FBTI2的出現將衍生出更多高性能N-型聚合物，為發展高效的全聚合物電池提供了全新的材料體系。