苯并三氮唑稠环基p-型聚合物:通过骨架噻吩和硒吩策略精细调控吸收与带隙

基于苯并三氮唑DA'D稠环单元,设计合成了4个结构新颖的p-型聚合物(BDT-TT,BDT-Se,BDD-TT和BDD-Se),通过骨架噻吩和硒吩策略实现了对聚合物吸收及带隙的精细调控.首先,将二噻吩并噻吩并吡咯稠合苯并三氮唑应用于设计聚合物,与BDT-2F单元共聚合成了BDT-TT.然后,用硒吩取代二噻吩并噻吩并吡咯稠合苯并三氮唑中的两个噻吩并噻吩单元,合成了二硒吩并吡咯稠合苯并三氮唑,并与BDT-2F单元共聚合成了BDT-Se.骨架硒吩取代策略的应用使聚合物的带隙从BDT-TT的2.0 eV降低到1.89 eV.而后,用BDD单元取代BDT-2F,并与二噻吩并噻吩并吡咯稠合苯并三氮唑共聚,合成了BDD-TT.骨架噻吩取代策略的应用使聚合物的吸收半峰宽由BDT-TT的138 nm扩展到BDD-TT的229 nm,带隙降低为1.71 eV.最后,将BDD与二硒吩并吡咯稠合苯并三氮唑共聚合成了BDD-Se,通过硒吩和噻吩策略协同作用,实现了吸收峰的展宽和带隙红移.以PC71BM为电子受体材料,由该系列聚合物构建的有机太阳电池器件获得了1%～2%的光电转换效率.