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effect of the position of substitution on the electronic properties of nitrophenyl derivatives of fulleropyrrolidines:Fundamental understanding toward raising LUMO energy of fullerene electron-acceptor

引用

Chinese Chemical Letters 2014年第4期25卷 501-504页

作者： Xuan Zhang Xu-Dong Li College of Chemistry Chemical Engineering & BiotechnologyDonghua University

A series of substituted para-, meta- and ortho-nitrophenyl derivatives of fulleropyrrolidine were synthesized to investigate the effects of the position of substitution on electronic properties by using steady-state absorption and fluorescence spectra, combined with DFT calculations. The results confirmed that the position of substitution has little effect on absorption and fluorescence spectra, whereas a significant effect was observed on their LUMO energy levels. The theoretical calculations revealed that the LUMO energy of the ortho-nitrophenyl substituted derivative was increased 0.1 eV above those ofpara- and meta-substitution. The prominent effect ofortho-substitution was attributed to the through-space orbital interaction between spatially closed electron-withdrawing nitro group and fullerene cage. These findings could provide fundamental insights in raising LUMO levels of C6o-based electron acceptor materials and an alternative strategy to increase open circuit voltage Voc in polymer solar cells.

关键词： fullerene substituent effect orbital interaction organic photovoltaics

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