共轭桥连电子给-受体单元接枝的二维窄带隙聚合物光伏材料的设计与合成

针对一维线型窄带隙聚合物在带隙调控中难以均衡吸收光谱、载流子迁移率及HOMO/LUMO能级排列的关键问题，设计以高空穴传输电子给体单元为主链、共轭桥连电子给-受体单元为支链的二维窄带隙聚合物结构，探索及优化这类聚合物的合成路线，表征聚合物结构及光学、耐热、电化学、载流子传输等性能，考察电子受体结构对聚合物带隙、吸收光谱及能级排列的影响，研究二维窄带隙聚合物与主链聚合物在HOMO能级及聚合物与共轭电子给-受体支链在LUMO能级上的关联，验证二维窄带隙聚合物采用高空穴迁移率主链增强短波吸收、共轭桥连电子给-受体支链调控带隙并拓展吸收谱宽的设计理念，考察聚合物与富勒烯衍生物共混膜的相态、载流子传输性能，制备太阳能电池进行光伏性能表征，探讨电子给-受体支链结构对聚合物光伏性能的影响。该项目对于丰富聚合物结构设计，推进高效率太阳能电池的研究具有重要意义。

针对一维线型窄带隙聚合物在带隙调控中难以均衡吸收光谱、载流子迁移率及HOMO/LUMO能级排列的关键问题，设计了以高空穴传输电子给体单元为主链、共轭桥连电子给-受体单元为支链的二维窄带隙聚合物结构，探索及优化了这类聚合物的合成路线，表征聚合物结构及光学、耐热、电化学、载流子传输等性能，考察了电子受体结构对聚合物带隙、吸收光谱及能级排列的影响，研究了二维窄带隙聚合物与主链聚合物在HOMO能级及聚合物与共轭电子给-受体支链在LUMO能级上的关联，验证了二维窄带隙聚合物采用高空穴迁移率主链增强短波吸收、共轭桥连电子给-受体支链调控带隙并拓展吸收谱宽的设计理念，考察了聚合物与富勒烯衍生物共混膜的相态、载流子传输性能，制备太阳能电池进行光伏性能表征，探讨了电子给-受体支链结构对聚合物光伏性能的影响。通过该项目的实施，研究者成功开发了具有聚芴、聚三苯基咔唑和聚苯并噻吩等六大系列二维窄带隙聚合物，深入研究了二维聚合物的合成以及改善聚合物太阳能电池光电转化效率的器件工艺。研究成果现已在Progress in Polymer Science, Polymer Chemistry, Journal of Physical Chemistry C, Solar Energy Materials & Solar Cells 和Polymer等国际期刊上发布SCI论文27篇。