通过Stille偶联法合成了窄带隙异靛蓝基交替共聚物：聚[4,8-双（三异丙基硅乙炔基）苯并[1,2-b：4,5-b＇]二噻吩-2,6-二基-alt-N,N＇-（2-己基癸基）异靛蓝-6,6＇-二基]（PBDT-TIPS-IDC16）。其在300-730 nm范围内对太阳光有吸收,光学带宽约1.66 e V。用PBDT-TIPS-IDC16作给体、PC61BM作受体、Ca/Al为阴极制备了本体异质结聚合物太阳能电池。在AM 1.5 G,100 m W·cm-2光照条件下,当活性层给/受体质量比为1∶2时,器件能量转化效率为0.03%,开路电压、短路电流密度和填充因子分别为0.63 V、0.14 m A·cm-2和29.38%。空间电荷限制电流法测得空穴和电子迁移率分别为1.2×10-7和6.4×10-5cm-2·V-1·s-1。
以烷基噻并[3,2-b]噻吩修饰的苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)为给电单元、苯并噻二唑(BT)/氟代苯并噻二唑(FBT)作缺电单元、烷基噻吩作π桥,合成了两个窄带隙交替共聚物:PTTBDT-DTBT和PTTBDT-DTFBT。对比研究发现:通过在聚合物主链结构上引入氟取代基,聚合物的溶解性变差、热稳定性提高、吸收光谱发生蓝移、加深了HOMO能级。基于倒置型光伏器件的初步测试结果显示:PTTBDT-DTFBT相比未氟代PTTBDT-DTBT,开路电压(VOC)从0.76 V增加到0.82 V,填充因子(FF)亦从53.04%增至54.52%,虽然短路电流密度(JSC)从6.62 mA cm^(-2)到6.28 mA cm^(-2)略有下降,最终能量转换效率(PCE)从2.67%提高到2.81%。可见通过在聚合物的骨架引入氟原子是一种改善聚合物太阳能电池性能的有效方案。
