摘要：为了实现在近红外区的良好光电响应,设计合成了一种A-D-A型有机电子受体TCIC.由于采用具有强醌式效应的噻吩[3,4-b]并噻吩单元为核,TCIC在780~1000 nm的近红外区具有强吸收以及合适的能级结构,可与常用的聚合物给体PCE10的吸收和能级相匹配.于是,采用2种器件结构,制备了基于PCE10:TCIC共混膜的自供电式(0 V偏压下)有机光探测器,并发现,相比于正型器件,反型器件更有利于抑制暗电流与总噪声电流.最终,反型器件在410~1000 nm的宽光谱范围内的比探测率均达到了10^(13) Jones以上,而且,在940 nm波长下,器件表现出超宽的线性动态范围(~180 dB)以及极快的响应速度(~6.5μs),这些指标都处于目前有机光探测器的最优行列.所以,本工作为高性能近红外受体的分子设计提供了重要指导.

摘要：非富勒烯电子受体由于其吸收强,能级可调,稳定性好等优点,近年来受到研究者的广泛关注,并且光电转换效率已突破14%。在本研究中,我们设计并合成了一种结构简单,易于合成的非稠环结构的非富勒烯电子受体ICTP。通过合理的结构设计,利用分子内的非共价作用力,实现了高的空间平面性。其在长波长区域宽且强的吸收和合适的能级水平,使得ICTP适合与许多聚合物给体材料搭配,制备太阳能电池。基于PBDB-T:ICTP的聚合物太阳能电池取得了4.43%的光电转换效率和0.97 V的开路电压。

摘要：相比于传统的富勒烯受体,非富勒烯受体具有吸收强和能级易调等优势,因此可实现聚合物太阳电池效率的大幅提升。本专论系统总结了本课题组在非富勒烯受体方面取得的进展,介绍了两种高性能非富勒烯受体的分子设计策略,一是通过在分子内引入二面角和空间位阻作用设计的非平面型小分子受体,二是利用分子内非共价键作用构筑的类似于全稠环体系的平面型小分子受体,较好解决了制约非富勒烯受体性能的关键问题——在本体异质结中形成纳米级相分离与有效分子间π-π共轭之间的矛盾,从而获得了高效率的聚合物太阳电池。此外,这两类非富勒烯受体还拥有合成简单和形貌稳定好的特点。最后,我们还对两类非富勒烯受体今后的改进方向和发展重点做了展望。