高效有機小分子給體材料的合成與性質研究.pdf

1、本文分別從末端受體單元和中間給體單元對本組已報道的優(yōu)秀小分子給體材料的化學結構進行微調，設計并合成了兩個高效的電子給體材料。首先設計合成了雙氰基甲烯基取代的羅丹寧衍生物為末端基團的寡聚七噻吩小分子給體材料DRCN7T，其次是設計合成了以雙硫烷基取代的苯并二噻吩為中間構筑單元的小分子給體材料DR3TSBDT。對它們的熱穩(wěn)定性、光物理性質、電化學性能和固態(tài)堆積方式進行了系統(tǒng)的研究，同時詳細的研究了其作為電子給體材料的光伏性能。
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2、研究主要內容包括：⑴在小分子給體材料DERHD7T的基礎上，設計并合成以雙氰基甲烯基取代的羅丹寧衍生物為末端受體單元、以七噻吩為骨架的小分子給體材料DRCN7T，雙氰基甲烯基的引入使分子的吸收明顯紅移，同時堆積有序。基于DRCN7T:PC71BM的器件在沒有經過處理時的能量轉換效率為3.46％；經過熱退火后，能量轉換效率為9.30%，開路電壓為0.91 V，短路電流為14.87mAcm-2，填充因子為68.7%。經過熱退火后，能量轉換效

3、率的顯著提高主要是由于共混薄膜吸收的增加以及更加有序的分子堆積方式和更高的遷移率。DRCN7T獲得超過9%的能量轉換效率，使其可與優(yōu)秀的聚合物給體材料相媲美。⑵在小分子給體材料DR3TBDT的基礎上，將與苯并二噻吩連接的氧烷基鏈替換成了硫烷基鏈，設計并合成以雙硫烷基取代的苯并二噻吩為中間給體單元、3-乙基羅丹寧為末端受體單元的小分子給體材料DR3TSBDT，硫烷基的引入使分子具有很好的結晶性和更加有序的分子堆積?；贒R3TSBDT:P