苯并噻二唑为中心的A-π-A-π-A型小分子光伏材料合成与性能研究

以苯并噻二唑为中心给体，利用Suzuki偶联和Knoevengel缩合等经典有机反应将吸电子基团氟原子和氰基引入到分子末端，完成了两个未见报道的以苯并噻二唑为中心的A-π-A-π-A型小分子化合物2F-TT-BT和2CN-TT-BT的合成，其化学结构通过核磁和高分辨质谱予以证实．通过紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安法及密度泛函理论计算对其光物理和电化学性质进行了实验及理论的研究．研究表明，合成的小分子材料对太阳光的吸收可覆盖整个紫外-可见吸收范围，具有与PC61BM相匹配的HOMO和LUMO能级，满足了溶液过程有机太阳能电池制备的基本要求．初步探索了材料的光伏性能，以小分子2F-TT-BT为给体，制作了结构为ITO/PEDOT:PSS/2F-TT-BT:PC61BM(质量比1∶2)/Al的体异质结(BHJ)太阳能电池，能量转换效率为0.53%，实验结果表明此类小分子是潜在的有机太阳能电池材料．