基于苯并二噻吩的氟代小分子给体的合成、表征及光伏性能研究

对小分子给体进行氟代,往往能够通过拉深其最高占据分子轨道(HOMO)能级来提高光伏器件的开路电压,从而有助于获得更高的光电转化效率。本工作设计合成了含3′,4′-二氟-3,3″-二辛基三联噻吩结构的新型共轭单元,并通过Stille偶联、Knoevenegal缩合等反应进一步合成了以噻吩取代侧链的苯并二噻吩为核心、氟代三联噻吩为共轭桥、罗丹宁为封端基团的新型小分子电子给体光伏材料(命名为BDT4F-RO)。此分子的结构和初步的理化性能分别通过核磁共振波谱(^(1)H NMR、^(13)C NMR、^(19)F NMR)、紫外-可见吸收光谱、循环伏安法和热重分析等进行测试表征。结果表明:薄膜状态下的BDT4F-RO在300~700 nm均有较强的吸收,吸收边界位于690 nm。与不含氟原子的类似物BDT-RO相比,BDT4F-RO具有较深的HOMO能级,这也使得对应的光伏器件有更高的开路电压(0.95 V)。但是总体的效率上BDT4F-RO远逊于BDT-RO,这可能是氟原子的引入使得BDT4F-RO与受体分子IDIC的混溶性较差所致。

新型寡聚噻吩的设计、合成及其光物理和电化学性质

以3,4-二溴噻吩为底物,经6步反应合成了以烷基噻吩为共轭骨架,二氰基罗丹明为封端基团的两种新型寡聚噻吩(DC5T和DC7T),其结构和性能经1H NMR,13C NMR,UV-Vis,MS和CV表征。结果表明:DC5T和DC7T均在400~750 nm有较强吸收,吸收边界分别位于732 nm和740 nm。此外,两种新型寡聚噻吩均具有较深的最高占据分子轨道(HOMO)能级。

添加剂在有机太阳能电池中的应用

有机太阳能电池(OSC)的快速发展对能源清洁化和社会发展绿色化起着积极的推动作用.对于OSC的发展,提高其光电转换效率(PCE)是最重要的目标之一,而活性层的形貌优劣对器件的PCE值起着决定性的作用.近年来,由于具有良好的形貌调节能力、简单的使用方法以及对器件性能显著的提升能力,添加剂在OSC中的应用引起了研究者的广泛关注.本综述简要总结了在OSC发展历程中所使用添加剂的种类、结构以及在器件性能提升中的作用机制,基于添加剂丰富的类型和不同的作用机理与材料性质,从分子结构特征考虑,将添加剂主要划分为非芳环类、单环或者多环芳烃类、具有D-A型分子结构类以及功能结构复杂型四个大类,同时讨论了添加剂在OSC领域的发展前景以及存在的挑战,为未来新型高效添加剂的设计使用提供了指导.

基于给体-受体-给体型稠环模块的小分子光伏材料的研究进展

给体-受体-给体(Donor-Acceptor-Donor,D-A-D)型稠环及其衍生物因具有共轭平面结构大、载流子迁移率高、吸光性能优异和光热稳定性等优点,被应用于太阳能电池中,并获得了优异的光伏性能.概述了基于D-A-D型稠环的小分子光伏材料的最新研究进展,总结了该类材料分子结构与其光伏性能之间的关系.