北京大学占肖卫等人合成了一种新的氟化电子受体(FINIC),其结构基于6,6,12,12-四(3-氟-4-己基苯基)-茚乙二酮(二硫代[3,2-b; 2',3'-d]噻吩)作为给电子中心核,5,6 -二氟-3-(1,1-二氰基亚甲基)-1-茚满酮作为缺电子端基。
本文要点:
1)FINIC在稀溶液中的吸收曲线与非氟化类似物INIC相似。但是,与INIC相比,FINIC薄膜显示出吸收红移,前沿分子轨道能级的下移,增强的结晶度和更有序的分子堆积。单晶结构数据显示,FINIC分子通过H键和π-π相互作用堆积成更紧密的3D“网络”基序,而INIC分子仅通过π-π堆积形成紧凑的“蜂窝”基序。理论计算表明,与INIC相比,FINIC具有更强的电子耦合和更多的分子相互作用。
2)FINIC在水平和垂直方向上的电子迁移率均高于INIC。此外,FINIC和INIC支持高效的3D激子传输。PBD-SF/FINIC混合物具有更大的激子分裂驱动力,更有效的电荷转移和光生电荷产生。最后,基于PBD-SF/FINIC混合的有机太阳能电池的效率为14.0%,远远超过了基于PBD-SF/INIC的设备(5.1%)。
Shuixing Dai et al. High‐Performance Fluorinated Fused‐Ring Electron Acceptor with 3D Stacking and Exciton/Charge Transport,AM,2020.
DOI: 10.1002/adma.202000645.
https://doi.org/10.1002/adma.202000645