基于不同橋環(huán)的含氟苯并噻二唑基團的D-A共聚物的光伏性能及形貌研究.pdf

1、聚合物太陽能電池由于具有質(zhì)量輕且制備成本比較低，可溶液加工處理，可在柔性基底上大規(guī)模制造等優(yōu)點，因而受到了廣泛關(guān)注。但是相對于無機太陽能電池而言較低的的光電轉(zhuǎn)換效率仍然限制其商業(yè)化應(yīng)用。為了制備高效率的聚合物太陽能電池，必須設(shè)計合成新型的理想聚合物，具備帶隙窄、吸收寬、空穴遷移率高，分子能級適合，形貌好等特性。而構(gòu)建由共軛的電子給體單元和共軛的電子受體單元交替而成的D-A共聚物是拓寬光譜響應(yīng)范圍、調(diào)控能級的一種有效方法。另外，在D-A共

2、軛聚合物主鏈上引入芳香稠環(huán)基團，可增大主鏈的π-π共軛長度，增強聚合物鏈間的相互作用，是降低帶隙、調(diào)控能級的一種有效方法。
　　在本文中，我們以烷基噻吩取代的苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(TBDT)為給體單元，以具有強吸電子能力的ffBT作為受體單元，同時主鏈上引入四個重復的呋喃或噻吩橋環(huán)，合成三種新型的D-A共聚物: PTBDT-ffBT-FT12、PTBDT-ffBT-TT12和PTBDT-ffBT-T12T。對這些

3、聚合物的光電性能和形貌進行了研究，并且對分子主鏈結(jié)構(gòu)的不同及烷基取代基位置的不同對聚合物分子能級、帶隙及分子堆疊等的影響進行了探究。三種聚合物在300-800 nm范圍內(nèi)均具有很好的吸光性，通過噻吩和呋喃橋連基團的引入，以及氟原子的作用，可以很好的調(diào)控聚合物的能級及帶隙。三種聚合物中，以PTBDT-ffBT-T12T/PC61BM為活性層的器件取得了最高的效率2.1％。共聚物/PC61BM混合物薄膜的形貌很差是器件效率低的主要原因。因此