摘要:
一系列新颖的聚噻吩衍生物,由N-烷基化的噻吩并[3,4-c]吡咯-4,6-二酮(nTPD,其中n代表烷基链中的碳原子数,范围从11到18)和原始噻吩的交替结构组成,通过Stille偶联反应合成了2,5-二溴或2,5-二碘的nTPD与2,5-双(三丁基锡)噻吩的反应。系统研究了TPD的N原子上烷基侧链结构对光学、电化学和光伏性能的影响。此外,这些性能与广泛使用的聚噻吩衍生物,即聚(3-己基噻吩)(P3HT)进行了比较。从吸收和荧光光谱估计得到的聚合物PnTPDTs的光学带隙为1.8至2.1 eV,与P3HT(2.0 eV)相当或更小。通过电化学和光学测量确定了PnTPDTs的HOMO和LUMO能级。HOMO能级为-5.4至-5.7 eV,低于P3HT(-5.2 eV)。研究了由PnTPDT(n=11, 12, 13, 18)与[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)组成的器件的光伏性能。PnTPDT:PCBM器件中的短路电流(JSC)相对较低,并且随烷基侧链结构的显著变化(0.81至2.29 mA cm-2),而开路电压(VOC)值比P3HT:PCBM器件高0.1至0.2 V。P12TPDT:PCBM器件表现出超过750 nm波长的光电流生成,但功率转换效率中等(0.75%)。