Molecular-level architectural design using benzothiadiazole-based polymers for photovoltaic applications
作者:Vinila N Viswanathan、Arun D Rao、Upendra K Pandey、Arul Varman Kesavan、Praveen C Ramamurthy
DOI:10.3762/bjoc.13.87
日期:——
conjugated polymers, P1 (PFDTBT), P2 (PFDTDFBT) and P3 (PFDTTBT), based on fluorene and benzothiadiazole, was synthesized. The effect of fluorine substitution and fused aromatic spacers on the optoelectronic and photovoltaic performance was studied. The polymer, derived from dithienylated benzothiodiazole and fluorene, P1, exhibited a highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level at -5.48 eV
合成了一系列基于芴和苯并噻二唑的低带隙平面共轭聚合物P1(PFDTBT),P2(PFDTDFBT)和P3(PFDTTBT)。研究了氟取代基和稠合的芳族间隔基对光电和光伏性能的影响。衍生自二噻吩基化苯并噻二唑和芴的聚合物P1在-5.48 eV处显示出最高的占据分子轨道(HOMO)能级。密度泛函理论(DFT)的研究以及实验测量表明,用氟取代受体后,所得聚合物P2的HOMO和最低未占据分子轨道(LUMO)的能级均降低,导致开孔率更高光伏器件的电路电压和短路电流总体提高了110%以上。而且,由于氟取代基和硫原子之间增强的静电相互作用,还观察到氟化聚合物P2在单元之间的扭转角减小,从而导致高的空穴迁移率。还研究了与P1主链相比,在聚合物P3中使用稠合的π桥来提高平面度。这种增强的平面性导致所报告的三种聚合物中观察到的迁移率最高,并且P3的器件效率提高了40%以上。还研究了与P1主链相比,在聚合物P3