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New benzodithiophene fused electron acceptors for benzodithiophene-based polymer

轨道能级差 结晶度 材料科学 能量转换效率 电子受体 聚合物 开路电压 电子迁移率 电子 分子轨道 光化学 化学 电压 光电子学 分子 有机化学 物理 量子力学 复合材料
作者
Chunli Sun,Sanseong Lee,Myeong-Jong Kim,Jae‐Young Kim,Juhui Oh,Byoungwook Park,Hyung Jin Cheon,Jong Min Ryu,Hongkyu Kang,Soo‐Young Jang,Kihyun Kım,Kwanghee Lee,Yun‐Hi Kim
出处
期刊:Dyes and Pigments [Elsevier BV]
卷期号:196: 109756-109756
标识
DOI:10.1016/j.dyepig.2021.109756
摘要

We designed and synthesised two fused electron acceptors based on 6,6,12,12-tetrakis (3-hexylphenyl)-indacenobis (benzodithiophene) with two-dimensional alkylthiophene or alkylthiothiophene substituents, named ETBDTIC and ESTBDTIC, respectively. ESTBDTIC exhibited red-shift absorption and deeper the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) levels compared with ETBDTIC. The ESTBDTIC based device exhibited slightly lower open-circuit voltage (Voc) because of its deeper LUMO level that originated from the electron-withdrawing thioalkyl group, while short-circuit current density (Jsc) and fill factor (FF) of ESTBDTIC were much higher than the Jsc and FF of ETBDTIC. The ETBDTIC -based device displayed power conversion efficiency (PCE) of 5.11% with a Voc of 0.96 V, Jsc of 11.24 mA/cm2, and FF of 47.30%; the corresponding values of ESTBDTIC -based device were 7.78%, 0.92 V, 13.92 mA/cm2, and 60.50%. The electronic properties, charge transport, crystallinity, film morphology, and surface energy, and photovoltaic characteristics were studied.
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