可溶液加工对称A⁃D⁃A有机小分子太阳能电池给体材料研究进展

20世纪以来,随着科技的进步和人类社会的发展,非再生传统化石能源日渐短缺,并且化石能源的使用也带来各种环境污染问题.因此,开发绿色无污染的新能源已成为世界各国研究的重点.基于硅等无机半导体材料的传统太阳能电池不仅生产工艺复杂,成本过高,而且会引起环境污染问题.近10年来,有机小分子太阳能电池的研究和应用发展迅速,其因优异的光电转换性能受到学者们的广泛关注.目前基于小分子材料的有机太阳能电池的光电转换效率最高已达到16％～17％.给体材料是太阳能电池活性层中的重要组成部分,不仅是小分子太阳能电池研究的关键基础,也是有机光伏器件未来产业化应用需要考虑的关键.选择合适的电子给体小分子与电子受体材料进行有效结合,可以优化器件的光吸收能力和调节电化学能级匹配度,是提高太阳能电池光电转化效率的关键.目前有机小分子给体材料主要分为非对称型电子推拉结构和对称型给体?受体?给体(或受体?给体?受体结构).其中,以噻吩衍生物为主的对称结构小分子因其优异共轭平面性、高电荷传输率和可修饰性分子结构等优点而备受关注.本文主要对可溶液加工对称结构小分子太阳能电池给体材料进行了归纳总结,主要有寡聚噻吩类、苯并二噻吩类、吡咯并吡咯二酮类、二噻吩并噻咯类和卟啉类给体材料等.通过阐述已有对称小分子给体材料的研究进展,对比分析各种小分子给体材料的优缺点,展望小分子给体材料在有机光伏领域中的发展趋势和研究前景.