新型基于烷氧噻吩炔的共轭聚合物受体的设计、合成及光伏性能

刘孝诚; 伍世豪; 胡志诚; 唐浩然; 凌浩; 黄飞

doi:10.14028/j.cnki.1003-3726.2019.02.007

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新型基于烷氧噻吩炔的共轭聚合物受体的设计、合成及光伏性能

创刊30周年纪念专辑II | 更新时间：2022-09-02

- 新型基于烷氧噻吩炔的共轭聚合物受体的设计、合成及光伏性能
- Design, Synthesis and Photovoltaic Performance of Novel Conjugated Polymer Acceptors Based on Alkoxy Substituted Diethynylthiophene
- 高分子通报 2019年32卷第2期页码：52-62
- 作者机构：
  
  1.华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室，广州 510640
  2.华南协同创新研究院，东莞 523808
- 作者简介：
  
  刘孝诚（1993-），男，硕士研究生，研究方向为光电功能材料。E-mail:xiaocheng_scut@163.com;
  *黄飞，E-mail: msfhuang@scut.edu.cn.
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(21634004;51403070)
- DOI：10.14028/j.cnki.1003-3726.2019.02.007
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2019-02-20，
  
  收稿日期：2018-11-07，
  
  修回日期：2018-12-03，
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刘孝诚, 伍世豪, 胡志诚, 唐浩然, 凌浩, 黄飞. 新型基于烷氧噻吩炔的共轭聚合物受体的设计、合成及光伏性能[J]. 高分子通报, 2019,32(2):52-62.

Xiao-cheng LIU, Shi-hao WU, Zhi-cheng HU, Hao-ran TANG, Hao LING, Fei HUANG. Design, Synthesis and Photovoltaic Performance of Novel Conjugated Polymer Acceptors Based on Alkoxy Substituted Diethynylthiophene[J]. Polymer Bulletin, 2019,32(2):52-62.
刘孝诚, 伍世豪, 胡志诚, 唐浩然, 凌浩, 黄飞. 新型基于烷氧噻吩炔的共轭聚合物受体的设计、合成及光伏性能[J]. 高分子通报, 2019,32(2):52-62. DOI： 10.14028/j.cnki.1003-3726.2019.02.007.

Xiao-cheng LIU, Shi-hao WU, Zhi-cheng HU, Hao-ran TANG, Hao LING, Fei HUANG. Design, Synthesis and Photovoltaic Performance of Novel Conjugated Polymer Acceptors Based on Alkoxy Substituted Diethynylthiophene[J]. Polymer Bulletin, 2019,32(2):52-62. DOI： 10.14028/j.cnki.1003-3726.2019.02.007.

摘要

设计合成了两个新型基于烷氧噻吩炔单元的共轭聚合物受体（PTO和NTO）。PTO和NTO的给体单元为烷氧基取代的噻吩，受体单元分别为茈二酰亚胺（PDI）和萘二酰亚胺（NDI），炔键作为连接桥键。两个共轭聚合物受体都具有较宽的吸收光谱和较浅的最低未占有轨道（LUMO）能级（

—3.80eV）。我们采用中等带隙的PBDB-T作为给体材料，PTO、NTO分别作为电子受体材料，制备了全聚合物太阳电池器件。基于NTO的电池器件可以获得3.7%的能量转化效率，高于基于PTO的电池器件效率（2.8%）。这主要是因为，基于NTO的电池器件具有更高的开路电压（V

）和载流子迁移率。

Abstract

Two novel conjugated polymer acceptors (PTO and NTO) were designed and synthesized. PTO and NTO possess alkoxy-substituted thiophene as electron donor moiety and ethynyl moiety as the π-bridge in the conjugated polymer backbone

while perylene diimide (PDI) or naphdiimide (NDI) moiety are used as electron acceptor moiety in their conjugated polymer backbones. Both PTO and NTO exhibited broad light-absorption spectra and low lowest unoccupied molecular orbital energy levels (>—3.80eV). All-polymer solar cells (all-PSCs) were fabricated using these copolymers as electron acceptors and a medium-bandgap conjugated polymer

PBDB-T

as the electron donor. The resulting all-PSCs based on NTO exhibited a power conversion efficiency of 3.7%

which is higher than that of the devices with PTO as acceptor (2. 8%). The performance improvement was attributed to the higher open-circuit voltage

greater charge carrier mobility of the PBDB-T:NTO based devices.

关键词

烷氧噻吩炔共轭聚合物受体全聚合物太阳电池

Keywords

Alkoxy-substituted thiopheneConjugated polymer acceptorsAll-polymer solar cells

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