摘要
近年来，有机太阳能电池作为一种新型并且极具潜力的可再生清洁能源技术，在国内外均受到科研工作者的广泛关注。目前，开发具有高性能的有机太阳能电池对于实现新能源的获取和传统能源结构转型具有重要意义。要使得有机太阳能电池的能量转换效率得到进一步的提高，对给受体材料进行改性、优化器件的结构和制备工艺都是可行的途径。 本文从受体材料方面入手，主要以三苯胺（TPA）为核心，吡喃修饰的苝二酰亚胺（Py-PDIs）作为封端单元，构建了两种新型的A-D-A小分子受体，与供体材料（PBDB-T）组合制备成本体异质结有机太阳能电池。基于苝二酰亚胺的新型受体材料通过 1H和 13C核磁共振（NMR）、紫外吸收光谱（UV-vis）、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）、电化学（CV）、差示扫描量热（DSC）、热重（TGA）等表征手段进行了化学结构、光学、热学等多方面性能的研究。制备而成的两种光伏器件 PBDB-T:TPA-PDI2 和PBDB-T:TPA-PDI3进行了外量子效率（EQE)、原子力显微镜（AFM）等测试，对器件的光伏性能和形貌进行了研究。 研究表明基于TPA-PDI3的本体异质结有机太阳能电池达到了5.84%的能量转换效率（PCE），超过了基于TPA-PDI2的同类器件（1.314%）。TPA-PDI3的高效率可归因于与供体材料（PBDB-T）的互补吸收光谱、平衡的载流子传输和有利的形貌。也是目前基于炔基官能化三苯胺类非富勒烯小分子受体文献报道的最高值。 此外，本文还以三苯基膦为核心，分别以C5-PDIs、C6-PDIs为封端单元，合成了TPP-C5-PDI以及TPP-C6-PDI两种新型受体材料。
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