【摘 要】
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设计与合成新的聚合物半导体材料是聚合物太阳能电池持续发展的关键因素之一。但是，迄今所报道的几乎所有高效率的聚合物太阳能电池都是基于含噻吩单元的聚合物，只有一小部分研
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设计与合成新的聚合物半导体材料是聚合物太阳能电池持续发展的关键因素之一。但是，迄今所报道的几乎所有高效率的聚合物太阳能电池都是基于含噻吩单元的聚合物，只有一小部分研究集中在不含噻吩单元的聚合物太阳能电池上。本文首先合成了一系列基于4，8-二呋喃苯并二噻吩及其衍生物为给体单元，吡咯并吡咯二酮(DPP)衍生物或者苯并呋咱(BO)衍生物为受体单元的p型共轭聚合物，并将其与PC71BM共混得到本体异质结太阳能电池的光敏活性层并测试了其一系列的化学，物理以及光伏性能，研究了分子结构与光伏性能之间的关系，得出以下主要结论:
(1)电化学循环伏安显示有呋喃桥的比噻吩桥的聚合物有更低的HOMO能级，从而得到更大的开路电压(Voc)，而引入呋喃侧基则可以增大共轭平面，增大迁移率，从而得到更大的短路电流（Jsc）。基于PDPPF-BDTF/PC71BM(1∶2，w/w)的太阳能电池效率达到了6.07％，此电池是少数几个效率超过6％的含有DPP单元的聚合物太阳能电池之一。
(2)由于基于呋喃侧基的聚合物(PBDTF-DFBO)比基于噻吩侧基的聚合物(PBDTT-DFBO)有更加平面的结构以及更小的扭转角，它的HOMO能级能够离域到呋喃侧基，于是它就会更加容易地减小正电荷密度以及减小给体与受体界面处的激子结合能。所有这些原因导致了带隙的降低以及迁移率的提高，从而提高器件的短路电流。
(3)通过简单的极性溶剂处理（例如甲醇），聚合物太阳能电池的效率大大提高。极性溶剂对于太阳能电池的开路电压，短路电流密度，填充因子的提高主要是来自于更大的并联电阻，更低的串联电阻以及更高和更平衡的空穴迁移率以及纤维状互穿网络的形成。
(4)基于PBDTF-DFBO/PC71BM的本体异质结聚合物太阳能电池的效率达到7.0％，此效率为含呋喃聚合物太阳能电池的最高效率。
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