【摘 要】
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近几年来,非富勒烯受体材料（NFAs）获得了巨大的成功,使有机太阳能电池（OSCs）焕然一新,最高能量转换效率（PCE）飙升至18%以上。这一重大突破主要取决于非富勒烯受体材料的独特优势,如低成本、强和宽的紫外-可见吸收、可调节的能级和稳定的形貌。众所皆知,具有高光电转换效率的有机太阳能电池器件的活性层材料,通常采用宽中带隙给体材料和窄带隙受体材料实现吸收光谱的互补。因此,窄带隙的非富勒烯受体材料
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近几年来,非富勒烯受体材料（NFAs）获得了巨大的成功,使有机太阳能电池（OSCs）焕然一新,最高能量转换效率（PCE）飙升至18%以上。这一重大突破主要取决于非富勒烯受体材料的独特优势,如低成本、强和宽的紫外-可见吸收、可调节的能级和稳定的形貌。众所皆知,具有高光电转换效率的有机太阳能电池器件的活性层材料,通常采用宽中带隙给体材料和窄带隙受体材料实现吸收光谱的互补。因此,窄带隙的非富勒烯受体材料受到广泛关注。1、以噻吩并[3,2-b]吲哚（TI）为核心,发展了一种窄带隙非富勒烯受体材料TIT-2FIC。与咔唑核类似的小分子受体材料DTC（4Ph）-4FIC相比,TIT-2FIC表现出明显的红移吸收,HOMO能级出现了显著的上移。器件研究结果表明,TIT-2FIC与给体聚合物材料PBDB-T和PM6均具有很好的普适性,分别获得了11.80%和13.00%的光电转换效率,比相应的IT-4F的器件具有更高的光电压和光电流。此外,基于PM6:TIT-2FIC:Y6三元器件的效率为17.22%,显著高于PM6:Y6二元器件的16.04%。同样,基于PM6:TIT-2FIC:IT-4F三元器件效率,也有显著的提高（14.46%vs 13.41%）。这些结果表明,在二元和三元电池中,TIT-2FIC与聚合物供体材料具有良好的普适性。2、以噻吩并[2’,3’:4,5]噻吩并[3,2-b]吲哚为核心,设计合成了一种新型的窄带隙小分子受体材料TITT-2FIC。TITT-2FIC结合了ITIC系列和Y6系列两类典型的小分子受体的结构特点,具有较强的分子间相互作用和合适的分子能级。此外,基于PM6:TITT-2FIC二元器件的效率为12.26%,这些结果表明TITT-2FIC具有较好的有机太阳能电池应用前景。
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