可溶液加工的D-A-D型有机小分子的烷基链效应及光电性能

设计合成了3种可溶液加工的基于噻吩给体和2-吡喃-4-亚基丙二氰(PM)受体的新型Donor-Acceptor-Donor(D-A-D)型有机小分子TPT-N,TPT-S和TPT-D.研究了噻吩给体单元上烷基链的数目对分子的溶解性、光物理(吸收特性)、热稳定和光电性能的影响.结果表明,随着烷基链的增加,分子的溶解性增加,成膜性能提高;分子在溶液中的吸收光谱发生红移,薄膜的吸收谱带变窄,分子的最高占有分子轨道(HOMO)能级提高.以D-A-D型有机小分子为给体,富勒烯C60衍生物[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)为受体制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/D-A-D∶PCBM/LiF/Al的体异质结太阳能电池.研究结果表明,基于单烷基链的TPT-S的太阳能电池具有相对较高的能量转换效率.说明在D-A-D型有机小分子太阳能电池材料中,烷基链的数目是决定材料性能及器件性能的重要因素之一.