摘要：近年来,由于新型、高效高分子给体和非富勒烯受体的不断涌现,有机太阳电池性能得以快速提高.本文开发了基于稠环双内酯构筑单元的高分子给体材料,设计合成了两种五元稠环双内酯单元BL1和BL2,并进一步用这两种单元构筑了D-A共轭高分子给体P1和***1和BL2的分子结构通过X射线单晶衍射方法得到解析.BL1呈现完全平面化的分子结构,BL2则由于分子中两个相邻羰基的排斥作用而呈现一种扭曲平面结构.由于双内酯基团的强吸电子性以及BL1和BL2单元较大的稠环平面,高分子给体P1和P2展现出较深的HOMO能级和较好的空穴迁移率.基于上述高分子给体和非富勒烯受体IT-4F的太阳电池P1:IT-4F和P2:IT-4F实现了较高的开路电压,分别为0.96和0.94 V,能量转换效率分别为10.44%和7.31%.

摘要：以共轭侧链含氯原子的苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃(BDF)作为电子给体单元,以1,3-双(噻吩-2-基)-5,7-双(2-乙基己基)苯并[1,2-c:4,5-c']二噻吩-4,8-二酮(BDD)为电子受体单元,设计合成了一种宽带隙共轭聚合物PBDF2Cl-BDD。该聚合物具有较宽的光学带隙(>1.82 eV)和较深的最高占据分子轨道能级。当聚合物给体与受体Y6搭配时实现了2.49%的能量转换效率,其开路电压为0.39 V,短路电流密度为16.50 mA·cm^(-2),填充因子为0.38。

摘要：本文通过分子设计,合成了一种侧链含苯并菲盘状液晶基元的侧链型共轭聚合物PBTTPHT-C8。在无水三氯化铁的催化作用下,1,2-苯二辛醚和2-溴苯辛醚发生分子间成环反应,首先合成了侧链苯并菲盘状液晶基元;然后在无水无氧和氩气保护的条件下,将2,5-二溴-3-苯并菲噻吩和4,7-二(三甲基锡)-2,1,3-苯并噻二唑发生Stille交叉偶联反应,合成目标聚合物。用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振仪(^(1)H NMR),分别对合成过程的一系列中间体和目标聚合物,进行了分析和表征。凝胶渗透色谱仪(GPC)表征了聚合物的分子量和分散系数,紫外−可见分光光度计(UV-vis)测试表明聚合物在243 nm和399 nm有吸收峰,能级带隙为2.21 eV,循环伏安法(CV)测试表明聚合物E_(HOMO)为−5.62 eV,E_(LUMO)为−3.41 eV。