研究目的
评估在TIPS侧链与BDT骨架之间插入噻吩或烷基噻吩单元是否能改善其性能及光伏表现。
研究成果
该研究揭示了TIPS取代噻吩侧链对聚合物主链的影响，为基于2D-TIPSBDT的聚合物设计提供了提升光伏性能的指导方针。
研究不足
由于溶解度和分子量降低，P2和P3的性能较差，这对其相容性和电荷传输产生不利影响。
三异丙基硅乙炔基取代噻吩侧链对一系列基于苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩聚合物给体及其光伏性能的系统评估
DOI：10.1016/j.dyepig.2019.108083
期刊：Dyes and Pigments
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
本报告合成了三种新型给体共聚物（分别命名为P1、P2和P3），其结构以辛基3-氟噻吩并[3,4-b]噻吩-2-甲酸酯为受体单元，苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(BDT)衍生物为给体单元（分别带有三异丙基乙炔基硅烷(TIPS)、三异丙基((噻吩-2-基)乙炔基)硅烷(TIPS-Th)和三异丙基((3-辛基噻吩-2-基)乙炔基)硅烷(TIPS-ThC8)侧链），旨在评估在TIPS侧链与BDT骨架之间插入噻吩或烷基噻吩单元能否改善其性能及光伏表现。研究发现，BDT骨架上TIPS侧链的修饰显著影响了所得聚合物的光电化学性质、分子取向及纳米级形貌。其中优化后的P1:PC71BM有机太阳能电池(OSCs)展现出最佳性能，功率转换效率(PCE)达6.55%，开路电压(VOC)高达1.02 V，性能优于P2和P3（PCE分别为4.72%和5.47%）。详细表征表明，P1:PC71BM共混膜优异的器件性能源于其紧密的"面朝上"分子取向、高空穴迁移率及优异的纳米级形貌，这些特性有效降低了电压损耗，并在OSCs中实现了高效电荷转移与低复合损失。相比之下，P2和P3性能较低主要源于TIPS-Th或TIPS-ThC8插入导致的溶解性下降，进而对其分子量、形貌及载流子迁移率产生负面影响。这些结果为设计基于2-TIPSTh取代BDT单元的聚合物提供了重要指导。
作者：
Gururaj P. Kini，Sanjaykumar R. Suranagi，Manish Kumar，Ranbir Singh
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