入一个双氟取代的苯环(B),也就是将给体材料主链的分子结构从“-T-BT-T-T-T-”变更为“-T-BT-T-B-T-T-”。
基于这个思路,他们一共开发了两种新材料,分别命名为PTFB-O和PTFB-P,前者插入的苯环上两个氟原子是邻位取代的,而后者是对位取代的。
结果表明,两种给体材料的禁带宽度均被成功的拉升到1.8电子伏特左右,和ITIC2形成互补的光吸收,以及相互匹配的HOMO/LUMO能级。
不过,基于PTFB-O和PTFB-P的电池器件性能有非常大的差异。
PTFB-O:ITIC2的体系,效率可以达到11.3%,而PTFB-P:ITIC2体系的效率仅为6.89%。
为了解释这个现象,严虎他们进行了光源GIWAXS,DFT模拟等分析手段。
和徐正宏那篇NC文章有些类似,严虎他们认为也是分子构型方面的原因。
PTFB-O稳定的构型中,两个带有侧链的噻吩单元上的侧链位于同一侧,也就是形成类似于一个“U”型的结构,这种分子结构的规整程度不高,材料的结晶性因此受到了抑制。