摘要:
我们通过 Stille 共聚合合成了一系列具有笨重共轭侧链的聚噻吩(PTs),这些侧链包括作为电子给体悬垂体的叔丁基取代咔唑(tCz)和作为电子受体悬垂体的双苯并噻唑乙烯基(DBT),用于聚合物太阳能电池(PSC)。我们使用 PTtCz、PT(tCz)0.9(DBT)0.1、PT(tCz)0.64(DBT)0.36、PT(tCz)0.45(DBT)0.55 和 PTDBT 等描述符来识别这些共轭聚合物,其中的名称表示大体积悬饰的组成。通过将 tCz 作为供体垂体和 DBT 作为受体垂体,在保留低位 HOMO 水平(-5.26 至 -5.39eV)的同时,实现了 PT 的可调能级。此外,由于供体-π-受体特性更强,分子内电荷转移效率更高,因此观察到 DBT 衍生的 PT 带隙更低。通过旋涂每种 PT 和富勒烯衍生物(PC71BM)的混合物,制造出了传统的 PSC。传统的 PSC 器件具有较高的开路电压(Voc),约为 0.79-0.91 V:PC71BM (w/w = 1 : 2.5) 的 PSC 功率转换效率(PCE)达到 2.48%,在 AM1.5、100 mW cm-2 的光照下,Voc 为 0.91 V,短路电流(Jsc)为 6.58 (mA cm-2),填充因子(FF)为 41%。此外,根据 ISOS-D-1 保存协议,以 PTtCz/PC71BM 为基础、以 ZnOx 和 MoO3 分别作为电子萃取层和空穴萃取层的倒置 PSC 在环境条件下(无封装)保存 1032 小时后,仍能保持约 80% 的原始效率。PT 型聚合物实现了高度耐用的倒置 PSC 以及较大的 Voc 值。