新型噻咯共轭聚合物的合成及其光伏性能

摘要

噻咯(silole)是一类含硅的五元环二烯,具有很好的电子亲和力、独特的聚集态诱导发光性质和优良的电致发光性能.研究者发现将噻咯结构单元引入分子主链中,能够获得具有特殊光电性能的聚合物材料,本工作合成两种2,5位为二噻吩苯并噻二唑的新型噻咯单体,通过与芴或硅芴双硼酸酯Suzuki偶联聚合,制备四种主链型D-A(推-拉电子结构)共聚物PF-HSTBT, PF-HOSTBT, PSiF-HSTBT和PSiF-HOSTBT.研究表明,四种聚合物具有较好的吸收,光学带隙均小于1.71 eV.电化学分析测得四种聚合物的HOMO能级均小于-5.29 eV,通过光学带隙计算得LUMO能级均高于-3.61 eV.以四种聚合物分别作为电子给体材料,PC61BM为受体材料,制备了聚合物太阳能电池器件(pSCs).由于聚合物PF-HOSTBT、PSiF-HOSTBT中的己氧基空间位阻较大,分子平面规整性较差,其最高光电转换效率分别为0.62％、0.83％;而己基的空间位阻较小,分子堆积紧密,聚合物PF-HSTBT, PSiF-HSTBT的光伏性能较优,PSCs的最高光电转换效率分别为1.18％,1.2％.