【摘 要】
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非稠环类小分子受体因其合成简单和成本低的特点在有机太阳能电池领域有着广阔的发展前景。本文分别设计合成了基于不同给、吸电子单元的非稠环ADA’DA型小分子受体材料,对材料的光学性质、电化学性质以及光伏性能进行了研究。（1）环戊联噻吩（CPDT）单元具有强的给电子能力,是构筑受体材料的理想单元。为了增强分子内的电荷转移,通过引入平面性良好的强吸电子单元苯并噻二唑（DTBT）和稠环内酯5H-二硫代[3,
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非稠环类小分子受体因其合成简单和成本低的特点在有机太阳能电池领域有着广阔的发展前景。本文分别设计合成了基于不同给、吸电子单元的非稠环ADA’DA型小分子受体材料,对材料的光学性质、电化学性质以及光伏性能进行了研究。（1）环戊联噻吩（CPDT）单元具有强的给电子能力,是构筑受体材料的理想单元。为了增强分子内的电荷转移,通过引入平面性良好的强吸电子单元苯并噻二唑（DTBT）和稠环内酯5H-二硫代[3,2-b:2’,3’-d]吡喃-5-酮（DTP）,设计合成了非稠环受体C6、C7和C8。TGA结果表明C6、C7和C8均具有良好的热稳定性,可以满足器件制备的要求。紫外吸收光谱显示受体材料在500-800 nm范围内具有较强的光吸收能力,有利于获得较高的短路电流。通过循环伏安测试和DFT理论计算,得出C6的LUMO能级高于C7和C8,这使得C6的开路电压更高。最后,将受体分别与D-A型共聚物L1共混所制备的器件分别获得了10.79%、10.70%和9.88%的光电转化效率。（2）给电子单元吲哒省并二噻吩（IDT）的稠环结构有利于分子内电荷转移和“face-on”分子排列。基于此单元,设计合成了非稠环ADA’DA型受体IDTBT-4F和IDTP-4F。其分子结构呈香蕉状,且具有良好的平面性,这赋予了受体较高的电子迁移率。紫外吸收光谱显示IDTBT-4F和IDTP-4F在540-800 nm范围内具有较强的光吸收能力,有利于获得较高的短路电流。通过循环伏安测试和DFT理论计算,得出IDTBT-4F的LUMO能级高于IDTP-4F,这使得IDTBT-4F的开路电压更高。最后,通过对器件优化,L1-S:IDTBT-4F和L1-S:ITDP-4F电池分别获得了12.00%和11.92%的光电转化效率,两者也获得了0.974V和0.945V的高开路电压。因此,非稠环ADA’DA型小分子受体为太阳能电池受体材料的发展提供了新的设计思路。
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