Ⅱang等最近研究了一系列噻吩并噻吩基苯并二噻吩lThieno犰iophene-benzodithiophene)類聚合物,中的PTB7。作為給體,HA17393B將它們與受體PCBM結(jié)合形成的器件,得到非常好的光伏效應(yīng)。這些材料的分子結(jié)構(gòu),有很多特點(diǎn),對(duì)獲得性能優(yōu)良的太陽(yáng)能電池材料很有幫助。例如,由于噻吩并噻吩基團(tuán)(thieno△hiophene)對(duì)類醌結(jié)構(gòu)Oenzodithiophene)的穩(wěn)定作用,使得聚合物的能隙較小,有利于材料對(duì)太陽(yáng)光在最大照度光譜范圍(約7OO nm)的吸收。另外,該類材料比較剛性的結(jié)構(gòu)有助于空穴的傳輸。而且,脂基及類醌結(jié)構(gòu)上的側(cè)鏈對(duì)材料的溶解性提供了很好的通道,使該類材料易溶于有機(jī)溶劑,比較容易找到同時(shí)溶于該類材料及富勒烯受體的溶劑。

   與PCBM配合,這個(gè)系列的材料中,光伏特性最好的受體材料是PTBK圖4.25(a,),器件的功率轉(zhuǎn)換可達(dá)7,4%,是目前最好的結(jié)果卩q。當(dāng)在噻吩分子結(jié)構(gòu)上同時(shí)修飾給體咔唑基團(tuán)oarbazolel和受體苯并噻二唑基團(tuán)Oenzothiadiazole),并使它們間隔出現(xiàn)時(shí),得到聚合物PCDTB飛圖4,25⑶)。由于咔唑基團(tuán)的較低HOMO特性,以及較強(qiáng)的分子內(nèi)給體(咔唑)受體(苯并噻二惡唑)相互作用,PCDTBT表現(xiàn)出較低HOMO能級(jí)和較小能隙特性,這兩個(gè)特點(diǎn)分別有助于獲得較大開(kāi)路電壓和較高光吸收效率�；�于PCDTBT和PC71BM器件的功率轉(zhuǎn)換效率可達(dá)。在材料PQTF8中(圖4.25(a)/11叨,由于芴酮的引入使吸收光譜展寬,從而提高了器件的‰。材料PBSDTB飛圖4,25(a))由于引人了硅原子,雖然能隙較高,但基于該材料的器件仍表現(xiàn)出很好的光伏特性fPrp=1,6%。一般地,噻吩小分子不容易以旋涂方式制各薄膜,因此它們通常以高真空蒸鍍的方式制備器件。在有機(jī)太陽(yáng)能電池性能方面,小分子噻吩通常不如聚合物噻吩好。但最近B,Wa1ker等合成出的小分子噻吩材料DP《TBFu)圖4,25(b))與PC71BM配合,通過(guò)旋涂形成的體異質(zhì)結(jié)器件表現(xiàn)出很好的光伏性能,功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)4.4%[121]。通過(guò)旋涂,基于能隙較大的四臂噻吩小分子的體異質(zhì)結(jié)光伏器件也表現(xiàn)出很好的性能,功率轉(zhuǎn)換效率達(dá)1.3%。這是由于4G1-3S有很好的成膜性和較高的空穴遷移率Ⅱ09l。

    P Lh等的研究發(fā)現(xiàn),含末端烯烴的噻吩小分子(圖4,25o),VnT)與花衍生物PTCDA制各雙層異質(zhì)結(jié)器件時(shí),表現(xiàn)出很高的開(kāi)路電壓。文中認(rèn)為,由于VnT中烯烴中的Ⅱ氫原子與PTCDA的氧原子之間存在氫鍵,使給體和受體之間的電子轉(zhuǎn)移作用增強(qiáng)并消除了亞導(dǎo)帶陷阱。