含高迁移率结构单元的可溶液加工有机小分子太阳能电池的设计，合成以及性能研究

With respect to their polymer counterparts, small molecular compounds present the potential of a better reproducibility of synthesis and purification， has increasingly become the focus of current research. The carrier mobility and other factors make the efficiency of small molecular solar cell is still not up to the practical application.The Tetrathiafulvalene (TTF) derivatives are promising candidates for semiconductors due to their excellent mobility. However, so far,there is still no report about efficient containing class TTF derivatives structure organic solar cell materials.Therefore, this project aims to through molecular design to reduce TTF derivatives of HUMO value, then by connectting the electronic structure unit containing sigle dithiol to the electron withdrawing groups or high molar absorption coefficient groups, synthesize the absorption spectra across the visible range and extend to the near infrared region new small organic molecules with the high mobility. Finally discuss the influence of different alkyl chain and different connection styles on device performance. This research work will provide some valuable theoretical guidance for the use of TTF Derivatives in organic small molecular solar cell materials.

可溶液加工有机小分子太阳能电池材料既具有高分子能大面积成膜又兼有小分子本身重复性好，易于提纯的优点，日益成为目前研究的热点。但由于载流子迁移率等因素的制约使得有机小分子太阳能电池效率仍达不到实际应用。具有优良迁移率的四硫富瓦烯（TTF）是一种非常有潜力的适用于光电材料的结构，但目前仍没有高效率的含TTF类衍生物结构的有机太阳能电池给体材料的出现。本项目拟通过分子设计降低TTF衍生物的HUMO值；在此基础上通过将含TTF衍生物的给电子性的结构单元与常用的具有吸电子特性的基团或者摩尔吸光系数较高的基团相连的方式；利用TTF衍生物迁移率高的特性制备吸收光谱跨越整个可见光范围并拓展至近红外区且具有较高电荷载流子迁移率的新型有机小分子给体材料；最后讨论不同烷基链以及连接方式对材料器件性能的影响。该研究可为TTF类衍生物在有机小分子太阳能电池中的使用提供一定的理论指导。

有机太阳能电池是近年来新能源领域的一个研究热点和焦点。本项目根据申请书的内容，获得了一系列新型给体-受体结构的有机小分子材料，并用于有机小分子太阳能电池的研究，取得了一些成果。另外，鉴于在项目进行过程中的研究所需，工作拓展到有机小分子C-H活化的研究，也取得了一些研究成果..一 具有D-A-D结构新型高效的有机小分子太阳能电池材料的设计合成以及光伏性能的研究.1. 设计并合成了以氟萘基团和萘基为端基，以吡咯并吡咯二酮结构单元为核的有机小分子太阳能电池材料，对比研究了其光电性能。通过对分子结构的合理设计和光伏器件的综合优化，以氟萘基对端基的有机小分子太阳能电池在AM 1.5，66.4 mW cm2光照下其能量效率达到3.1%。.2. 设计并合成了以二噻吩乙烯结构单元为端基，以吡咯并吡咯二酮结构单元为的有机小分子太阳能电池材料，研究了光伏特性。基于该有机小分子材料的电池材料达到3%。.二 新型非磷配体钯催化剂的合成以及在空气中C-H活化反应中的应用研究. 设计并合成了一系列新型非磷配体钯催化剂，该催化剂在空气中，温度为80℃，用量为单体的0.5 mol%时依旧对于杂原子小分子化合物的C-H活化具有很好的催化性能,这项工作简化了有机小分子的合成步骤以及降低了反应条件的要求，对于今后的有机小分子太阳能电池的设计和合成具有重要的意义。