双烷硫基噻吩侧链光伏材料与器件研究

摘要：

通过将硫原子引入到共轭聚合物的侧链中,不仅可以降低共轭聚合物的最高占据分子轨道(HOMO)能级,而且可以提高共轭聚合物的介电常数.二噻并[2,3-d∶2′,3′-d′]苯并[1,2-b∶4,5-b′]二噻吩(DTBDT)相对于[1,2-b∶4,5-b′]苯并二噻吩(BDT)有更大的共轭面,更长的共轭长度,有利于载流子的传输.在DTBDT的5,10 位引入噻吩双烷硫基侧链,分别与受体单元[2,1,3]苯并噻二唑和氟代的[2,1,3]苯并噻二唑通过Stille 偶联合成共轭聚合物PDTBDT-DST-BT和PDTBDT-DST-FBT.共轭聚合物PDTBDT-DST-BT和PDTBDT-DST-FBT在350～700 nm范围内有强的吸收系数,并且两种共轭聚合物有低的HOMO能级(-5.51 eV和-5.56 eV)和较高的介电常数,基于双烷硫基的引入,在 1 kHz时共轭聚合物的介电常数从4.1 增加到了5.2.将PDTBDT-DST-BT和PDTBDT-DST-FBT作为给体材料与富勒烯受体PC71 BM制备有机聚合物太阳能电池(OSCs)器件,结果表明,共轭聚合物侧链中硫原子的引入,对光伏器件的开路电压(VOC)和填充因子FF有明显地提高,从而得到了5.05％的能量转换效率.

关键词：双烷硫基噻吩侧基、二噻并[2、3-d∶2′、3′-d′]苯并[1、2-b∶4、5-b′]二噻吩、介电常数、苯并噻二唑

所属期刊栏目：42

分类号：TB43;TB34(工业通用技术与设备)

资助基金：国家自然科学基金51903112

在线出版日期：2023-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：144-155