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A diketopyrrolopyrrole molecule end-capped with furan-2-carboxylate moiety: planarity of molecular geometry and photovoltaic property

A diketopyrrolopyrrole molecule end-capped with furan-2-carb...

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中国化学会第29届学术年会

作者： Fei Zhang Weifei Fu Pei Cheng ZhixinXie CongCheng Fan Minmin Shi Lei Fu JianhuiHou Xiaowei Zhan Hongzheng Chen MOE Key Laboratory of Macromolecular Synthesis and Functionalization State Key Lab of Silicon Materials & Department of Polymer Science and Engineering Zhejiang University Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences Department of Materials Science and Engineering College of Engineering Peking University

Adiketopyrrolopyrrole（DPP） molecule with fully-planar molecular geometry, 3,6-bis{5-[（ethylfuran-2-carboxylate）-2-yl]thiophene-2-yl}-2,5-bis（2-ethylhexyl）pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione（DPP（CF）2） was designed and synthesized, for solution-processable organic solar cells（OSCs）. It is theoretically calculated that the dihedral angels between the two furan-2-carboxylate end-groups and DPP core are both only 0.56o. Due to this negligible steric distortion, the molecular conformation of DPP（CF）2 can be considered fully coplanar, leading to a higher crystallinity for DPP（CF）2 film. As a result, the hole mobility of DPP（CF）2 is one order of magnitude higher than that of the DPP derivative with thiophene-2-carboxylate as the end-group（DPP（CT）2）[1]. OSCs based on the blends of DPP（CF）2 or DPP（CT）2 and PC71BM were fabricated. It is found that the DPP（CF）2-based devices exhibit much better photovoltaic performance than the DPP（CT）2-based devices, with the highest power conversion efficiency of 5.37% and a short-circuit current density of 11.4 mA cm-2. This phenomenon can be ascribed to the superior charge-transporting ability of DPP（CF）2 caused by its fully-planar molecular geometry[2].

关键词： fully-planar molecule furan-2-carboxylate small molecular solar cells

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