氟化苯并噻二唑共轭聚合物：设计、合成及高效光伏性能

“基于氟化苯并噻二唑结构的共轭聚合物设计与合成及其光伏性能的研究，由张毅、高雷和孙清江等人进行，探讨了有机太阳能电池中的关键材料——氟化苯并噻二唑结构的共轭聚合物的开发，旨在提升光伏器件的性能。” 有机太阳能电池（OPVs）近年来受到了广泛关注，因其具备成本低、制造工艺简便、柔韧、轻便及可大规模生产等优势。这些特点使得有机太阳能电池在能源领域具有巨大的潜力。在OPVs中，给体材料的角色至关重要，其吸收光谱、能级排列以及空穴迁移率直接影响着光伏器件的能量转换效率。 该研究中，设计并合成了两种基于氟化苯并噻二唑结构的共轭聚合物，分别为PIDT-DTBT和PIDT-DTffBT。氟化苯并噻二唑单元的引入旨在拓宽聚合物的吸收光谱范围，调整能级结构，以及提高空穴迁移率。聚合物PIDT-DTffBT表现出优异的性能，具有较高的空穴迁移率和较窄的带隙（1.90 eV），这有助于增强光吸收和电荷传输。 通过采用PIDT-DTffBT与PC71BM（1:1，质量比）构建的光伏器件，在标准光照强度下，能量转换效率达到了1.39%。这一结果表明，所设计的氟化苯并噻二唑共轭聚合物在提升有机太阳能电池性能方面具有显著效果。 关键词涉及有机太阳能电池、共轭聚合物、空穴迁移率以及能量转换效率，这些是该领域的核心研究点。该研究工作对于深入理解有机光伏材料的设计原则和优化策略，以及推动有机太阳能电池技术的进步具有重要意义。 中图分类号：O631.215，表明这是一项关于有机化学和半导体物理学交叉领域的研究，具体聚焦在新型有机材料的设计和应用上。 这项研究通过创新的分子设计，成功合成了具有优秀光伏特性的氟化苯并噻二唑共轭聚合物，并在实际光伏器件中验证了其性能。这为未来开发更高效率的有机太阳能电池提供了新的思路和方法。