Ⅱang等最近研究了一系列噻吩并噻吩基苯并二噻吩lThieno犰iophene-benzodithiophene)类聚合物,中的PTB7。作为给体,HA17393B将它们与受体PCBM结合形成的器件,得到非常好的光伏效应。这些材料的分子结构,有很多特点,对获得性能优良的太阳能电池材料很有帮助。例如,由于噻吩并噻吩基团(thieno△hiophene)对类醌结构Oenzodithiophene)的稳定作用,使得聚合物的能隙较小,有利于材料对太阳光在最大照度光谱范围(约7OO nm)的吸收。另外,该类材料比较刚性的结构有助于空穴的传输。而且,脂基及类醌结构上的侧链对材料的溶解性提供了很好的通道,使该类材料易溶于有机溶剂,比较容易找到同时溶于该类材料及富勒烯受体的溶剂。

   与PCBM配合,这个系列的材料中,光伏特性最好的受体材料是PTBK图4.25(a,),器件的功率转换可达7,4%,是目前最好的结果卩q。当在噻吩分子结构上同时修饰给体咔唑基团oarbazolel和受体苯并噻二唑基团Oenzothiadiazole),并使它们间隔出现时,得到聚合物PCDTB飞图4,25⑶)。由于咔唑基团的较低HOMO特性,以及较强的分子内给体(咔唑)受体(苯并噻二恶唑)相互作用,PCDTBT表现出较低HOMO能级和较小能隙特性,这两个特点分别有助于获得较大开路电压和较高光吸收效率。基于PCDTBT和PC71BM器件的功率转换效率可达。在材料PQTF8中(图4.25(a)/11叨,由于芴酮的引入使吸收光谱展宽,从而提高了器件的‰。材料PBSDTB飞图4,25(a))由于引人了硅原子,虽然能隙较高,但基于该材料的器件仍表现出很好的光伏特性fPrp=1,6%。一般地,噻吩小分子不容易以旋涂方式制各薄膜,因此它们通常以高真空蒸镀的方式制备器件。在有机太阳能电池性能方面,小分子噻吩通常不如聚合物噻吩好。但最近B,Wa1ker等合成出的小分子噻吩材料DP《TBFu)图4,25(b))与PC71BM配合,通过旋涂形成的体异质结器件表现出很好的光伏性能,功率转换效率达4.4%[121]。通过旋涂,基于能隙较大的四臂噻吩小分子的体异质结光伏器件也表现出很好的性能,功率转换效率达1.3%。这是由于4G1-3S有很好的成膜性和较高的空穴迁移率Ⅱ09l。

    P Lh等的研究发现,含末端烯烃的噻吩小分子(图4,25o),VnT)与花衍生物PTCDA制各双层异质结器件时,表现出很高的开路电压。文中认为,由于VnT中烯烃中的Ⅱ氢原子与PTCDA的氧原子之间存在氢键,使给体和受体之间的电子转移作用增强并消除了亚导带陷阱。