含EDOTBT结构单元低能隙聚合物的合成及性能

采用Heck反应制备了以3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)为供体,苯并噻二唑(BT)为受体的D-A型单体4,7-二(3,4-乙撑二氧噻吩)-苯并噻二唑(EDOTBT);采用Suzuki反应合成了一种低能隙的共轭聚合物4,7-二(3,4-乙撑二氧噻吩)-苯并噻二唑-芴共聚物(PEDOTBTF6)。通过核磁共振、热失重、凝胶渗透色谱、紫外-可见光光谱、循环伏安等对其进行了分析研究。结果表明,成功合成了单体EDOTBT及共轭聚合物PEDOTBTF6,所得共聚物具有较高的相对分子质量,在有机溶剂中具有较好的溶解性,且具有良好的热稳定性。PEDOTBTF6具有较低的能带隙,其光学带隙宽为1.65eV。通过循环伏安法测得其HOMO和LUMO能级分别为-5.23eV,-3.58eV。由该共聚物制备的聚合物太阳能电池具有良好的光电性能。初步研究表明,当退火温度为160℃,退火时间为20min时,所得到的聚合物太阳能电池的短路电流(Jsc)为1.6mA/cm2;开路电压(Voc)为0.5V;光电转换效率(PCE)为0.21%。