π桥单元对小分子受体材料影响的理论研究

以实验报道的小分子受体材料P1(以吲哚噻吩为中心,苯并噻二唑为π桥,3-乙基罗丹宁为端基)为模型,通过替换π桥单元,设计了5个小分子受体材料(P2、P3、P4、P5和P6)。计算结果表明,P2和P5具有吸收光谱红移、合适的能级、较小的激子结合能和较高的电子亲和势,可以成为潜在替代P1的受体材料。此外,以P3HT为给体,P1-P6为受体构建D/A界面,从单分子尺度研究了活性层的光吸收和电子传输。结果表明,与P3HT/P1相比,P3HT/P2和P3HT/P5具有更强且宽的吸收峰,表明P2和P5具有更显著的电子转移特性和更有利的激子离解能力,可以增强短路电流(Jsc),是OSCs中潜在的受体材料。

基于非稠环核心的小分子受体材料的合成与光伏应用

近年来,基于非稠环核心的电子受体因具有结构简单的优势,成为有机光伏材料领域的研究热点。本研究通过将2个环戊二烯并二噻吩单元和1个氟代苯并[c]-[1,2,5]噻二唑单元通过Stille偶联反应合成非稠环核心单元,随后与末端吸电子单元3-已基罗丹宁通过Knoevenagel缩合反应合成小分子受体材料(5Z,5'Z)-5,5'-((6,6'-(5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑-4,7-二基)双(4,4-双(2-乙基己基)-4H-环戊二烯[1,2-b:5,4-b']二噻吩-6,2-二基))双(甲亚基))双(3-己基-2-硫代噻唑啉酮)(MAZ-4)。该受体材料在350~710 nm范围内具有强的吸收,在给体材料聚(3-己基噻吩)和受体材料MAZ-4质量比为1∶1.2的条件下,有机太阳能电池的最佳能量转换效率为0.76%。

全小分子有机太阳能电池研究进展

近年来,非富勒烯小分子受体材料(SMAs)由于具有高吸收系数、能级和带隙可调、优异的电学性质和光伏性能等优点受到广泛关注,设计和合成高性能SMAs已成为有机太阳能电池(OSCs)的研究热点。得益于SMAs的快速发展,OSCs的能量转换效率在几年内从3%~4%提高到19%。在成功合成小分子受体材料ITIC和Y6基础上,研究人员对分子结构设计进行了深入研究,开发出许多性能优异的SMAs。这些SMAs在提高器件效率和太阳能电池性能方面发挥了至关重要的作用。综述了全小分子OSCs的研究进展,并展望了未来OSCs的发展方向。

非富勒烯小分子有机太阳能电池电子受体材料的研究进展

富勒烯及其衍生物是一类重要的n-型电子受体材料,在有机太阳能电池器件中发挥了至关重要的作用.但由于富勒烯材料吸光波长较窄、亲和能高、溶解性差等,严重限制了富勒烯作为有机太阳能电池n-型电子受体材料的更广泛应用和器件性能的进一步提升.非富勒烯n-型电子受体材料具有能级可调、合成简便、加工成本低、溶解性能优异等特点,更重要的是,此类材料在可见太阳光光谱中比富勒烯及其衍生物材料有更加宽广的吸收范围;近年来,受到越来越多的关注和研究.本文较为系统地阐述了非富勒烯小分子材料作为有机太阳能电池n-型电子受体材料的研究进展,并对其发展前景作了展望.

9,9′-联芴烯衍生物在有机光伏电池中的应用

由于具有独特的14π电子芳香结构和扭曲的非平面构型,9,9′-联芴烯衍生物成为近年来被广泛研究的一类新型有机光伏材料。9,9′-联芴烯衍生物含有两个刚性平面内的联苯单元,因此具有良好的热稳定性和化学稳定性;且其具有优良的光电特性,很容易接受电子,从而提升自身的最低未占分子轨道(LUMO)能级,使得其有机光伏器件的开路电压增大。此外,9,9′-联芴烯有12个不同的取代位,与富勒烯衍生物相比,其结构更具灵活性。但是,该类化合物的电子迁移率较低,使得其光伏电池的光电转化效率过低。如何通过提高该类材料的电子迁移率、拓展其光谱吸收范围和吸收强度来提高光伏器件的光电转换效率,受到越来越多的关注和研究。阐述了近年来联芴烯衍生物在有机光伏电池中的研究进展,并对其结构、性能进行了简要的分析。最后,对联芴烯类材料的发展前景进行了展望。