含9,10-二氟二噻吩并吩嗪杂环共轭聚合物的合成及有机太阳能电池性能

作者：张泽升; 邓宇鑫; 孔令晨; 罗妹; 王新康; 张连杰; 陈军武

来源：高等学校化学学报, 2023, 44(07): 110-120.

DOI：10.7503/cjcu20230148

• 稠环
• 共聚物
• 二噻吩并吩嗪
• 聚合物太阳能电池

设计具有稠环结构的缺电子单元是构筑高性能共聚物的有效策略.本文合成了新的缺电子单元9,10-二氟二噻吩并吩嗪(DTPZ)单体,并合成出两个新的聚合物PB-DTPZ和PFB-DTPZ.对两个聚合物的光物理性能、电化学性质、有机光伏性能和活性层形貌等进行表征.聚合物PB-DTPZ和PFB-DTPZ的光学带隙分别为1.70和1.68 eV,相关的吸收光谱相较于常见的宽带隙聚合物有所红移.聚合物PB-DTPZ和PFB-DTPZ具有较低的HOMO能级,分别为-5.51和-5.68 eV,说明DTPZ单元具有较强的吸电子能力.得益于更加匹配的HOMO能级,基于PB-DTPZ∶Y6的二元聚合物太阳能电池获得了12.13%的充电转换效率(PCE),高于基于PFB-DTPZ∶Y6的二元器件.将两个聚合物作为第三组分别分添加到PM6∶Y6体系中,由于更深的HOMO能级以及互补的吸收,使得基于PB-DTPZ和PFB-DTPZ的三元器件的PCE分别提升至17.08%和16.99%.

• 单位
  华南理工大学