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Synergetic Alkoxy Side-Chain and Chlorine-Contained End Group Strategy toward High Performance ultra-narrow bandgap Small Molecule Acceptors

引用

Chinese Journal of Chemistry 2023年第20期41卷 2664-2670页

作者： Qingya Wei Songting Liang Beibei Qiu Wei Liu Xiang Xu Xinhui Lu Yuang Fu Jun Yuan Yingping Zou State Key Laboratory of Powder Metallurgy College of Chemistry and Chemical EngineeringCentral South UniversityChangsha Hunan 410083China Key Laboratory of Solid State Optoelectronic Devicesof Zhejiang Province College of Physics and Electronic Information EngineeringZhejiang Normal UniversityJinhuaZhejiang 321004China Departmentof Physics The Chinese University of Hong KongNew TerritoriesHong Kong 999077China School of Materials Science and Engineering Zhengzhou UniversityZhengzhouHenan 450001China

ultra-narrow bandgap(ultra-NBG)small molecule acceptors(SMAs)show great potential in organic solar cells(OSCs)due to the extended near-infrared(NIR)*** this work,a synergetic alkoxy side-chain and chlorine-contained end group strategy is employed to achieve A-DA'D-A type ultra-NBG SMAs by introducing alkoxy chains with oxygen atom at the second position into the thiopheneβposition as well as replacing the F atoms with Cl atoms in the end *** a result,the heptacyclic BZO-4F shows a redshifted absorption onset(960 nm)compared with Y11(932 nm)without oxygen atoms in the side ***,the fluorinated end groups are substituted with the chlorinated ones to synthesize *** absorption onset of BZO-4Cl is further redshifted to 990 nm,corresponding to an optical ultra-NBG of 1.25 *** blending with the polymer donor PBDB-T,the binary devices based on PBDB-T:BZO-4F and PBDB-T:BZO-4Cl deliver power conversion efficiencies(PCEs)over 12%.Furthermore,ternary devices with the addition of BZ4F-O-1 into PBDB-T:BZO-4Cl system achieve the optimal PCE of 15.51%.This work proposes a synergetic alkoxy side-chain and chlorine-contained end group strategy to achieve A-DA'D-A type ultra-NBG SMAs,which is important for future molecular design.

关键词： Organic solar cells A-DA'D-A type small molecule acceptors ultra-narrow bandgap Alkoxy side chains Ternary strategy π-πstacking

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