刘海路，周黄山，赵 斌*，张 翔

(1. 湘潭大学化学学院，湖南 湘潭 411100； 2. 湖南化工职业技术学院，湖南 株洲 412000)

聚合物太阳能电池(PSC)具有质量轻、易于溶液加工、可制备成柔性器件等优点，研究广泛[1]。异靛(IIG)单元具有两个内酰胺环，电子亲和势较大[2]，因此，相关衍生物常被用作拉电子结构单元(A)，来构筑光活性聚合物。这类聚合物通常具有较低的最低空分子轨道(LUMO)和最高成键分子轨道(HOMO)能级，但IIG单元中苯环上的氢和羰基氧之间的空间位阻、六元环与相邻芳香环之间的空间位阻将导致IIG基聚合物的主链形成一定的扭曲[3]。为减少IIG单元的空间位阻，人们以两个噻吩环取代IIG单元的两个苯环，研发了噻吩异靛(TIIG)单元。基于TIIG的聚合物具有较好的共平面性、极低的带隙、近红外波段的吸收光谱和高载流子迁移率，但HOMO能级通常高于5.00 eV，导致PSC的开路电压(Uoc)通常低于0.60 V，能量转换效率(PCE)也低于3.19%[4]。基于TIIG的有机小分子给体材料的光伏性能也不高，PSC的PCE往往低于2.00%[5]。C.W.Wang等[6]发现，在侧链中引入拉电子结构单元的聚合物的光伏性能，比具有相似结构且拉电子结构单元在主链的聚合物更好。

本文作者将TIIG作为拉电子结构单元引入聚合物的共轭侧链，以降低聚合物的HOMO能级。分别以烷氧基和噻吩烷基取代的苯并[1，2-b：4，5-b’]二噻吩(BDT)衍生物作为推电子结构单元(D)，得到两种共轭聚合物PBDT-TIIG和PBDTT-TIIG，详细研究两种聚合物的分子结构对分子的聚集态、光物理、电化学和光伏性能的影响。

1 实验

1.1 聚合物PBDT-TIIG和PBDTT-TIIG的合成

聚合物PBDT-TIIG和PBDTT-TIIG均采用Stille偶联聚合得到，如图1所示。……