通过供体分子侧链工程和热退火实现具有适当活性层形貌的高效全小分子有机太阳能电池

摘要： 为了提升全小分子有机太阳能电池（SM-OSCs）的光伏性能，精细调控给体：受体共混活性层的纳米尺度形貌至关重要。本研究合成了两种噻吩共轭侧链带有不同取代基的新型小分子给体材料——含烷硫基的SM1-S和含氟及烷基取代基的SM1-F，并与已报道的含烷基取代基给体分子SM1进行对比，系统探究了不同共轭侧链对分子聚集行为及光物理/光伏特性的影响。结果表明：以Y6为受体、经120°C热退火处理10分钟的SM1-F基SM-OSC实现了14.07%的最高光电转换效率，是目前报道的SM-OSCs最优值之一。这些发现同时揭示，小分子的不同侧链会显著影响结晶特性与聚集形态，而热退火处理能有效调控相分离形成适宜的给体-受体互穿网络，既利于激子解离又促进电荷传输，从而获得高效光伏性能。