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新型基于二氟苯并噻二唑和双噻吩丙烯腈共轭聚合物的设计、合成及光伏性能
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:华南理工大学高分子光电材料与器件研究所、发光材料与器件国家重点实验室,广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金(51403070,21520102006)资助项目
中文摘要:

设计并合成了两种基于5,6-二氟苯并噻二唑和双噻吩丙烯腈单元的D-A型共轭聚合物,聚[(5,6-二氟-苯[c][1,2,5]噻二唑-4,7-基)-交替-((E)-2,3-双(3'-(2-辛基十二烷基)-(2,2'-双噻吩)-5,5'-基)丙烯腈)](DFBT812)和聚[(5,6-二氟-苯[c][1,2,5]噻二唑-4,7-基)-交替-((E)-2,3-双(3'-(2-癸基十四烷基)-(2,2'-双噻吩)-5,5'-基)丙烯腈)](DFBT1014)作为聚合物太阳电池的给体材料。通过侧链工程,引入了2-辛基十二烷基和2-癸基十四烷基侧链实现对聚合物的溶解性,结晶性以及共混膜形貌的调节。研究结果表明,共轭聚合物DFBT812与PC61BM的共混膜表现出更好的相分离尺度,能够促进载流子的传输和抽取。基于共轭聚合物DFBT812的太阳电池器件取得了0.87 V的开路电压和6.25%的能量转换效率。除此之外,基于DFBT812的聚合物太阳电池器件在活性层厚度为220 nm时仍然表现出6%的能量转换效率。

英文摘要:

In this study, two novel difluorobenzothiadiazole (DFBT)-based polymeric donors, poly[(5,6-difluoro-benzo[c][1,2,5]thiadiazol-4,7-yl)-alt-((E)-2,3-bis(3'-(2-octyldodecyl)-(2,2'-bithiophen)-5,5'-yl) acrylonitrile)] (DFBT812) and poly[(5,6-difluoro-benzo[c][1,2,5]thiadiazol-4,7-yl)-alt-((E)-2,3-bis(3'-(2-decyltetradecyl)-(2,2'-bithiophen)-5,5'-yl) acrylonitrile)] (DFBT1014), possessing 2-octyldodecyl and 2-decyltetradecyl side chains, respectively, were designed, synthesized, and applied for polymer solar cells. Alkyl chains of 2-octyldodecyl and 2-decyltetradecyl were incorporated into the polymer to tune the solubility and crystallization of the polymers and morphology of the blend films. Morphological study showed that the blend film of DFBT812 with PC61BM presented much better phase separation domain, which is beneficial for charge transport and collection of charge carriers in the blend film. Photovoltaic devices based on DFBT812 exhibited a power conversion efficiency (PCE) of 6.25%, outperforming those based on DFBT1014. Moreover, DFBT812-based photovoltaic devices exhibited a PCE over 6% even when the thickness of the active layer was 220 nm.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781