【摘 要】
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活性层是有机太阳能电池的一个重要组成部分,而活性层主要是由受体和给体混合而成。目前效率较好的搭配是宽带隙聚合物给体和窄带隙受体小分子,最高效率已经突破18%,其主要原因（a）宽带隙聚合物给体能获得较低的最高占有轨道能级（HOMO）,有效地获得较高的开路电压(Voc);（b）给体和受体的吸收产生较好的互补,从而吸收更多的光子,获得高的短路电流密度(Jsc)。本文主要研究内容为基于二维氯代烷氧基苯共轭
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活性层是有机太阳能电池的一个重要组成部分,而活性层主要是由受体和给体混合而成。目前效率较好的搭配是宽带隙聚合物给体和窄带隙受体小分子,最高效率已经突破18%,其主要原因（a）宽带隙聚合物给体能获得较低的最高占有轨道能级（HOMO）,有效地获得较高的开路电压(Voc);（b）给体和受体的吸收产生较好的互补,从而吸收更多的光子,获得高的短路电流密度(Jsc)。本文主要研究内容为基于二维氯代烷氧基苯共轭侧链宽带隙聚合物给体材料以及非对称核受体小分子受体材料,合成了一系列的氯代聚合物给体和非对称受体小分子,分别研究了引入不同数量的氯原子对聚合物给体以及在非对称核框架下引入不同的烷基侧链对受体小分子材料性能的影响。1.我们以苯并二噻吩（BDT）为基本单元,在烷氧基苯基共轭侧链上引入不同数量的氯原子形成给体单元,二氟苯并三氮唑（FBTZ）为受体单元的宽带隙二维共轭聚物给体（DZ1、DZ2和DZ3）,以稠环受体衍生物Me IC为受体材料制备了高效非富勒烯聚合物太阳能电池（NF-PSCs）。三种聚合物给体DZ1、DZ2和DZ3在300-700 nm范围内表现出相似的吸收光谱,光学带隙(Egopt)分别为1.84、1.92和1.97 eV。与文献中报道没有氯取代的DZ1相比,发现在烷氧基苯基的间位引入氯原子使聚合物具有更低的HOMO能级,从而提高了PSCs的Voc,并改善了其空穴迁移率。与基于DZ1:Me IC（8.26%）和DZ3:Me IC（6.28%）的PSCs相比,基于DZ2:Me IC的非富勒烯PSCs的Voc为0.88 V,Jsc为17.62 mA·cm-2,填充因子（FF）为68%,获得10.22%的光电转换效率（PCE）。结果表明,调节聚合物烷氧基苯基侧链上氯原子数量是一种很有希望构建高性能PSCs给体材料的方式。2.我们设计并合成了具有非对称缺电子核A’-DAD-A’结构的非富勒烯受体小分子ASY1,ASY2。我们通过紫外吸收测试发现:两个受体分子在500-900 nm均有较好的吸收,同时通过TGA测试表明两个小分子均具有较好的热稳定性。
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