含高迁移率结构单元的可溶液加工有机小分子太阳能电池的设计，合成以及性能研究

项目名称： 含高迁移率结构单元的可溶液加工有机小分子太阳能电池的设计，合成以及性能研究

项目编号： No.51203026

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 有机高分子材料学科

项目作者： 黄菊

作者单位： 广东药学院

项目金额： 24万元

中文摘要： 可溶液加工有机小分子太阳能电池材料既具有高分子能大面积成膜又兼有小分子本身重复性好，易于提纯的优点，日益成为目前研究的热点。但由于载流子迁移率等因素的制约使得有机小分子太阳能电池效率仍达不到实际应用。具有优良迁移率的四硫富瓦烯（TTF）是一种非常有潜力的适用于光电材料的结构，但目前仍没有高效率的含TTF类衍生物结构的有机太阳能电池给体材料的出现。本项目拟通过分子设计降低TTF衍生物的HUMO值；在此基础上通过将含TTF衍生物的给电子性的结构单元与常用的具有吸电子特性的基团或者摩尔吸光系数较高的基团相连的方式；利用TTF衍生物迁移率高的特性制备吸收光谱跨越整个可见光范围并拓展至近红外区且具有较高电荷载流子迁移率的新型有机小分子给体材料；最后讨论不同烷基链以及连接方式对材料器件性能的影响。该研究可为TTF类衍生物在有机小分子太阳能电池中的使用提供一定的理论指导。

中文关键词： 吡咯并吡咯二酮；有机小分子；太阳能电池；非磷配体钯催化剂；C-H 活化

英文摘要： With respect to their polymer counterparts, small molecular compounds present the potential of a better reproducibility of synthesis and purification， has increasingly become the focus of current research. The carrier mobility and other factors make the efficiency of small molecular solar cell is still not up to the practical application.The Tetrathiafulvalene (TTF) derivatives are promising candidates for semiconductors due to their excellent mobility. However, so far,there is still no report about efficient containing class TTF derivatives structure organic solar cell materials.Therefore, this project aims to through molecular design to reduce TTF derivatives of HUMO value, then by connectting the electronic structure unit containing sigle dithiol to the electron withdrawing groups or high molar absorption coefficient groups, synthesize the absorption spectra across the visible range and extend to the near infrared region new small organic molecules with the high mobility. Finally discuss the influence of different alkyl chain and different connection styles on device performance. This research work will provide some valuable theoretical guidance for the use of TTF Derivatives in organic small molecular solar cell materials.

英文关键词： DPP；organic small molecule；solar cell；phosphine-free palladium catalyst；C-H bond arylation