以吡咯并[3,4-c]吡咯二酮(DPP)为A单元,苯并[1,2-b∶4,5-b′]二噻吩(BDT)和萘为D单元,合成了一种新型2D/A型三元共轭聚合物太阳能电池给体材料(PDPP-BDT-NT),通过核磁共振氢谱(1 H NMR)对其结构进行了表征,通过热重分析、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、循环伏安法对其热学性质、光物理性能及能级结构进行了研究。PDPP-BDT-NT具有较好的热稳定性,热分解的温度为401℃,有较宽的吸收光谱,可覆盖300~900nm,最高占据轨道(HOMO)能级为-5.35eV。以聚合物PDPP-BDT-NT为给体材料,PC60BM为受体材料,制备了一系列有机聚合物太阳能电池,在大气质量(AM)为1.5G,功率为100mW·cm-2模拟的太阳光照射下,有机聚合物太阳能电池的光电转化效率(PCE)可达2.09%。甲醇处理后,有机聚合物太阳能电池的PCE可达2.34%。
通过聚合反应制备出一种新型宽吸收谱的四元共轭聚合物给体材料。以苯并二噻吩(BDT)单体作为D单元,以二酮吡咯并[3,4-c]吡咯(DPP)、苯并噻二唑(BT)和具有强吸电子能力的四氟苯(TFB)作为A单元进行聚合。该聚合物具有从300 nm到近红外光区域的宽吸收光谱、良好的热稳定性(403℃)、较窄的光学能带隙(1.52 e V)和较低的最高占据分子轨道能级(-5.21 e V)。将此聚合物与受体材料PC60BM混合制成的活性层应用到体异质结太阳能电池中,在没有加入任何添加剂进行修饰的情况下,电池初步的能量转换效率(PCE)达到1.26%。
