Small Methods: 合成方法简单-绿色溶剂加工的苝酰亚胺类受体材料

通过分子结构设计可以制备高效的有机太阳电池受体材料。苝酰亚胺类衍生物具有可见光吸收强,光稳定性好,电子迁移率高等优点。不仅如此,苝酰亚胺分子具有多修饰位点,通过在其湾位、岬位、酰亚胺位进行化学修饰,可以实现多功能的应用。近几年来,基于苝酰亚胺类衍生物的小分子受体材料得到了研究者的广泛关注。单个苝酰亚胺分子的聚集特性太强,成膜性较差,难以制备高效的有机太阳电池。将苝酰亚胺分子二聚化可以有效地抑制苝酰亚胺分子的聚集,从而实现高效的有机太阳电池。

近期,加拿大卡尔加里大学的Gregory C. Welch教授在Small Methods期刊上发表文章,采用简易的合成方法制备了绿色溶剂加工的二聚体苝酰亚胺受体小分子。作者在苝酰亚胺的湾位上进行N原子取代,通过引入不同的烷基链,合成了8个二聚体吡咯环苝酰亚胺小分子。研究发现,烷基链取代可以显著改变二聚体苝酰亚胺分子的溶解性,成膜性以及器件性能。作者采用PTB7-Th作为给体,采用绿色溶剂(2-甲基四氢呋喃)制备了有机太阳电池器件。其中,基于2-乙基己基烷基链的二聚体苝酰亚胺受体小分子具有最好的光伏性能,电池器件可以达到6.6%。不仅如此,采用二苯醚作为非卤添加剂时,电池器件也可以获得6%的能量转化效率。该工作为合成简单、绿色溶剂加工的高效受体小分子的设计提供了思路。相关工作发表在Small Methods, 2018, 1800081上

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