成果信息
噻吩并咔唑類七元稠環(huán)(Dithienocyclopentacarbazole,DTCC)是一類經(jīng)典的梯形共軛并環(huán)單元,它具有強的給電子能力、良好的共平面性以及分子骨架結構易于剪裁等優(yōu)點,因而被廣泛地應用于設計、合成高性能的p-型聚合物半導體材料。其中,基于DTCC-基聚合物薄膜構造的有機場效應晶體管的空穴遷移率高達0.001~0.14cm2V–1s–1(Macromolecules,2013,46,7687-7695)。基于DTCC-基聚合物薄膜構造的富勒烯基OSCs的PCE達3.7~4.6%(Chem.Commun.,2010,46,3259–3261;Adv.Funct.Mater.,2012,22,1711–1722)。盡管p-型DTCC衍生物單元被廣泛地應用于合成高性能的p-型聚合物半導體材料,但是DTCC-基n-型有機小分子受體材料依然沒有報道。本發(fā)明通過在DTCC衍生物的噻吩端位上引入兩個強吸電子端基,設計合成了一種含DTCC衍生物單元的A–D–A型有機小分子受體,獲得了綜合性能優(yōu)異的電子傳輸性能。作為受體材料,在非富勒烯太陽能電池中具有良好的應用潛力。通過分子結構與有機太陽能電池器件優(yōu)化,有望獲得高的光電轉換效率。)
背景介紹
太陽能具有取之不盡、用之不竭且無空間局限性等特點,是一類最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?。近年來,由于有機太陽能電池(Organic Solar Cells,OSCs)具有輕質、柔性、成本低以及可溶液法大面積加工等優(yōu)勢,因而備受人們關注。其中,本體異質結型有機太陽能電池取得了快速發(fā)展。目前,基于富勒烯衍生物受體構造的單結OSCs器件的能源轉換效率(PCE)超過10%。然而,富勒烯衍生物受體存在一些本質的缺陷,例如:在可見光區(qū)的光捕獲能力弱、合成和純化困難及分子間聚集傾向強等,極大程度地限制了富勒烯基OSCs的進一步發(fā)展。因此,為解決富勒烯受體的上述缺點,開發(fā)新型的非富勒烯受體(例如:有機小分子受體)具有重要的研究意義,已被證實為最有前途的富勒烯衍生物受體的替代品。)
應用前景
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