具有分子内氢键的扭曲内酰胺单元作为聚合物太阳能电池的电子给体

摘要： 一种新型扭曲内酰胺结构单元——4,4'-二烷基-[6,6'-双噻吩并[3,2-b]吡啶]-5,5'-(4H,4'H)-二酮(BTP)可通过分子内氢键实现自锁。基于该结构单元的潜力，研究人员设计合成了两种D-A共轭聚合物PBDT-BTP-HD和PBDT-BTP-OD：它们均以4,8-双(5-(2-乙基己基)噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)为给体单元、BTP为受体单元，并分别带有两种不同长侧链。研究系统考察了这两种聚合物的光物理性质、电化学性能及光伏特性，同时分析了本体聚合物与共混薄膜的形貌及分子有序度，以建立侧链结构与聚集态、器件参数之间的关联?；赑BDT-BTP-OD与IT-M受体的器件通过构筑单元协同效应与侧链工程优化，实现了高达9.54%的能量转换效率。该研究成功证明，这种新型扭曲内酰胺BTP是有机太阳能电池中极具潜力的结构单元。