摘要:
一系列基于喹喔啉的新型噻吩共聚物(PQx2T、PQx4T和PQx6T)通过Yamamoto和Stille偶联反应合成。PQx2T、PQx4T和PQx6T的$M_w$分别为20,000、12,000和29,000,多分散性指数分别为2.0、1.2和1.1。聚合物的紫外-可见吸收光谱显示在350 - 460 nm和560 - 600 nm范围内有两个明显的吸收峰,这源于寡噻吩单元的${\pi}-{\pi}^*$跃迁以及喹喔啉受体和噻吩供体之间的分子内电荷转移(ICT)。聚合物的HOMO能级范围为-5.37至-5.17 eV,LUMO能级范围为-3.67至-3.45 eV。PQx2T、PQx4T和PQx6T的电化学带隙分别为1.70、1.71和1.72 eV,因此表现出低带隙特性。当使用$PC_{71}BM$作为受体时,PQx2T、PQx4T和PQx6T的开路电压分别为0.58、0.42和0.47 V,短路电流密度分别为2.9、5.29和9.05 mA/$cm^2$。对于以PQx2T-PQx6T:$PC_{71}BM$(1:3)混合物为材料的太阳能电池,从PQx2T到PQx6T性能有所提升。在AM 1.5 G(100 mW/$cm^2$)光照下,PQx2T、PQx4T和PQx6T器件的功率转换效率分别为0.69%、0.73%和1.80%。