侧链长度与噻吩π-桥影响：新型Pyromellitic二酰亚胺-苯并二硫化物共聚物的光伏性能研究

本文是一篇发表在《分子晶体与液晶》(Molecular Crystals and Liquid Crystals)期刊上的研究论文，标题为“Pyromellitic Diimide-Benzodithiophene共聚物对聚合太阳能电池的光学和电子性质的影响：侧链长度与噻吩π-桥的作用”。作者是来自华东师范大学的研究团队，包括Chunhua Luo、Zhitao Shen、Xiangjian Meng、Li Han、Shuo Sun、Tie Lin、Jinglan Sun、Hui Peng以及Junhao Chu。 研究焦点集中在一种新型的聚合物太阳能电池材料——由pyromellitic diimide (PDI)和benzodithiophene (BDT)组成的共聚物。论文探讨了两个关键参数对材料性能的影响：一是侧链长度，这可能影响分子间堆积和相态；二是噻吩π-桥，这是共轭体系中的重要结构，其π电子的相互作用对光伏性能至关重要。 侧链长度的变化可以影响聚合物的结晶度和溶解性，从而影响其能带结构，进而影响光吸收和电荷传输效率。较长的侧链可能会导致更好的溶解性和更均匀的薄膜形成，但也可能降低结晶度，影响光伏性能。另一方面，短侧链可能提供更好的结晶性，从而提高光电转换效率，但可能伴随着较差的加工性和稳定性。 噻吩π-桥的存在和长度调节了共轭体系的电子跃迁，特别是吸收光谱的分布。π-桥的增加可以扩展吸收光谱到可见光区域，从而提高光伏器件的光响应范围。然而，过长的π-桥可能导致非辐射复合增加，降低内部量子效率。因此，优化π-桥的结构对于平衡光捕获和电荷分离至关重要。 作者通过实验和理论分析，详细研究了这些因素如何影响聚合物太阳能电池的光电转化效率、开放电路电压、填充因子等关键性能指标。该研究不仅提供了设计高性能聚合物太阳能电池的指导原则，还展示了化学结构对这类可再生能源技术的实际应用有深远影响。 这篇论文发表于2014年12月15日，对于理解并改进基于共聚物的柔性、轻质和低成本太阳能电池具有重要意义，对于推动相关领域的研究和发展具有重要的学术价值。读者可以通过引用DOI: 10.1080/15421406.2014.968082访问原文，了解更深入的技术细节。