以锗为桥接原子的受体材料及其在有机太阳能电池中的应用

作者：张亿; 单通; 王焱; 钟洪亮^*

来源：高等学校化学学报, 2023, 44(07): 151-158.

DOI：10.7503/cjcu20230050

• 有机太阳能电池
• 锗
• 非富勒烯受体
• 分子构型

有机光伏材料由具有光敏特性的共轭骨架和增溶的烷基侧链组成,而连接两个部分的桥原子对分子的空间构型与材料的光电性质具有重要影响.本文发展了以锗原子为桥接原子的受体材料,并研究了其构效关系.相比于传统的C—C键,更长的C—Ge键改变了烷基侧链与共轭骨架之间的距离,并且影响了共轭骨架的平面性.引入含氟末端基团,通过氟原子诱导的非共价键相互作用对分子构型和固态堆积模式进一步调控.由此设计合成的GD4F-C8材料具有较宽的吸收光谱及合适的能级,并且在薄膜中与聚合物给体PM6的相容性较强,改善了活性层的形貌,基于PM6∶GD4F-C8的有机太阳能电池取得了8.74%的光电转换效率,证明了含锗类材料在有机太阳能电池中的潜力,并为高性能受体材料的开发提供了新思路.

• 单位
  化学化工学院; 上海交通大学深圳研究院; 上海交通大学