2021 年,他们在TTFQx-T1 的基础上进一步将 BDT 单元上的吩侧链氟化,合成了聚合物给体 PBQ6。
基于PBQ6:Y6的OSCs实现了17.62%的效率56。相应聚合物给体的分子结构如下图所示。
小分子受体的研究进展电子受体是 OSCs中的关键组成部分。受体材料的发展主要经历以下四个阶段。
富勒烯类受体(PCBM、ICBA)二亚胺生物类受体(PDI 和NDI)AD-A型非富勒烯类受体(ITIC 和IDIC和A-D-AD-A 型富勒烯类受体(Y6)。
在 OSCs 发展的早期,前两种类型的受体被广泛使用。然而,这两种受体都有不可避免的缺点。
富勒烯受体在可见光和近红外区域的吸收较弱并且分子修饰较困难。二酷亚胺类受体的能级难以调整,吸收光谱的范围相对较窄。因此,基于这两种受体的OSCs 的效率不超过 13%。
2015 年,为了克服富勒烯受体能级难调以及在可见光谱区吸收弱的缺陷占肖卫等人设计了一种具有A-D-A型结构的受体ITICS9ITIC 在可见光近红外区域表现出强和宽的吸收。
由于 ITIC 与给体 PTB7-Th 的共混膜具有宽的吸收、平衡的电荷传输、良好的给受体混溶性和合适的相分离尺寸,基于 PTB7-Th:ITIC的OSCs 实现了 6.80%的效率。
2016年,他们将ITIC 上的七元环替换为五元稠环以及使用烷基替换苯烷基,合成了受体IDIC。基于PDBT-T1:IDIC的OSCs 效率提升至 8.71%。
此后研究人员在 ITIC 的基础上通过改变环中心核、改变末端官能团以及侧链优化等策略。
合成了多种 AD-A 型小分子环受体如IT-M、COi8DFICFNIC2和IT-4F等,将 OSCs 的效率提升至14%左右。
相应 A-D-A 型小分子受体的分子结构如下图所示。
2019年,邹应萍等人通过在稠环中心核引入缺电子的苯并二哗单元后设计了一种具有A-D-A-D-A型结构的小分子受体Y6。