含苯并二噻吩和二氟喹喔啉衍生物的宽带隙有机分子在太阳能电池中的应用

摘要： 通过将电子受体单元2,3-十二烷基-6,7-二氟-5,8-双(噻吩-2-基)喹喔啉(DTQ)连接至电子给体单元4,8-双(2-乙基己氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT(EH))和4,8-双(辛氧基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT(OC))的4,8位，制备了两种新型半导体有机小分子BDTQ-BDT(EH)和BDTQ-BDT(OC)。与BDTQ-BDT(OC)相比（5%失重温度Td为336°C，带隙Eg为2.11 eV，最高占据分子轨道能级HOMO为-5.30 eV），BDTQ-BDT(EH)表现出更高的热稳定性（Td为349°C）、稍窄的带隙（Eg为2.10 eV）和更深的HOMO能级（-5.36 eV）。以合成的分子作为电子给体、[6,6]-苯基C71丁酸甲酯(PC70BM)作为电子受体制备的有机太阳能电池(OSCs)，BDTQ-BDT(EH)和BDTQ-BDT(OC)分别获得1.20%和0.83%的最大功率转换效率(PCE)。该研究表明，BDT单元4,8位上的取代基会显著改变所得分子的性质。