氟化菲喹喔啉共轭聚合物的合成与光电性能研究

"这篇论文是关于一种新型氟化邻菲咯啉草胺基共轭聚合物的合成及其在光伏领域的应用。聚合物由苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩（富电子单元）和氟化菲喹喔啉（吸电子单元）交替构建，具有低的最高占据分子轨道能级（HOMO）和极低的带隙（1.53 eV）。这种材料被用于制造基于聚合物的供体和[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯（PC71BM）的受体的太阳能电池装置，显示出良好的光伏性能。最佳的供体/受体重量比为1：2时，开路电压达到0.72 V，功率转换效率为1.90％，显示出了在本体异质结光伏电池中的潜在应用价值。" 本文研究的重点在于设计和合成了一种新型的共轭聚合物，该聚合物具有独特的化学结构，其结构单元包括富电子的苯并[1,2-b：4,5-b']二噻吩和吸电子的氟化菲喹喔啉。氟化菲喹喔啉的引入显著降低了聚合物的带隙，这对于提高光伏材料的光吸收能力和电荷传输性质至关重要。带隙仅为1.53 eV，意味着这种聚合物可以吸收更广泛的太阳光谱，从而提高太阳能电池的能量收集能力。 聚合物的光伏性能测试是通过制作基于聚合物供体和PC71BM受体的太阳能电池器件进行的。实验结果显示，当供体与受体的比例为3：1,8-二碘辛烷时，最佳的光伏性能得以实现。在这种条件下，开路电压（Voc）为0.72 V，这表明电荷分离和传输效率较高。功率转换效率（PCE）达到1.90％，虽然相对于其他先进材料较低，但考虑到新型材料的潜力，这是一个鼓舞人心的起点。 此外，论文还探讨了氟化取代对聚合物光电性能的影响。氟原子的引入通常会增强分子间的相互作用，改善材料的热稳定性和空气稳定性，这对于实际应用中的光伏器件寿命和稳定性至关重要。因此，基于氟化菲喹喔啉的共轭聚合物在本体异质结光伏电池中可能具有广阔的应用前景。 最后，作者提醒读者，文章的副本仅供非商业性的内部研究和教育用途，包括在作者的机构分享和与同事交流。对于其他用途，如复制、分发、出售或许可，或者在个人、机构或第三方网站上发布，都需要遵守Elsevier的版权政策。作者通常可以在遵守特定条件的情况下，在他们的个人网站或机构存储库上发布文章的个人版本。 这项研究揭示了氟化邻菲咯啉草胺基共轭聚合物的合成策略和优异的光电性能，为开发新型高效光伏材料提供了新的视角和可能的解决方案。未来的研究可能聚焦于优化聚合物的设计，提高功率转换效率，并探索其在其他光电器件中的应用可能性。