基于茚并[1,2-b]芴的可溶液处理的A-D-A型受体小分子的氟化工程文献综述
摘要：有机太阳能电池具有质量轻，制备成本低等优点，是一种具有实际应用潜力的光伏技术。由于小分子具有明确的结构、纯度可控和无差别批次的影响等优点，并且结合近年来非富勒烯小分子的快速发展，其在可见光区域的吸收较好、合成容易、成本较低以及能级易于调控等优点，逐渐取代了传统富勒烯及其衍生物成为了有机太阳能电池受体材料中的主流。
关键词：有机太阳能电池；非富勒烯受体小分子； pi;桥
引言：随着全球能源和环境问题的加剧，使用清洁可再生的能源从而减少化石燃料燃烧产生的有害气体的排放对保护臭氧层和防止全球变暖有着重大的前景与意义。与此同时，太阳能作为一种绿色、清洁、可持续的能源，每小时辐射到地球表面的能量就足够满足人类一年的能源需求，因此受到了强烈关注。
太阳能电池将太阳能转换为电能是目前对太阳能最主要的利用方式之一。在生活中最常见与最实用的太阳能电池的材料主要是单晶硅，其光电转换效率（PCE）能达到25%以上。但由于其具有制作成本高，产生的污染巨大，产品易碎等固有缺点，因此它在未来的应用与发展上受到了严重的限制。因此，以有机分子或聚合物作为活性层的有机太阳能电池（OSCs）由于其成本低、污染小、柔韧性强等特点成为了未来无机太阳能电池极具潜力的良好替代品。目前，有机太阳能电池的光电转换效率还较低，如何提高其光电转换效率是科学家们在近几十年来不断努力的方向。1986年，C.W. Tang发明了世界上第一个真正意义上的有机太阳能电池，其PCE仅为0.95％[1]。经过三十余年的不断发展，目前有机太阳能电池的PCE最高已经达到了17.3%[2]。
在近十余年，有机太阳能电池活性层中的富勒烯及其衍生物受体（如PC61BM和PC71BM）发展迅速，并由于其优越的电子传输能力，在该领域长期处于主导地位。通过与窄带隙的供体材料相匹配，基于富勒烯的单结有机太阳能电池可获得超过11％的PCE[3]。虽然富勒烯及其衍生物材料的性能优异，但其在可见光波段的吸收低，能级难以调控，易聚集导致形貌不稳定及成本相对较高等缺陷阻碍了进一步的发展。因此，非富勒烯受体由于在可见光区域的吸收较好、合成容易、成本较低以及能级易于调控等优点其研究发展迅速，并且已经有许多有效的分子系统被开发出来，逐渐取代了富勒烯及其衍生物材料成为了受体分子的主流。基于酰亚胺的材料是非富勒烯受体材料研究的先驱，并被开发出了许多有用的结构单元，例如苝酰亚胺（PDI）和萘二酰亚胺（NDI）单元。在近几年，具有受体-供体-受体（A-D-A）排序的梯型共轭骨架的电子受体材料受到了人们极大的关注，目前已经达到15%以上的光电转换效率[4-17]。
要获得更高效率的有机太阳能电池，需在材料对太阳光的吸收、分子能级的匹配、溶解性以及活性层的形貌等因素综合考虑的基础上，对有机光伏材料进行合理地设计。因此，本文对太阳能电池进行简单介绍，并且就非富勒烯小分子有机太阳能电池对现状进行总结。
- 有机太阳能电池的简介
1.1有机太阳能电池的发展历程
在上世纪五十年代，M. Pope和H. Kallmann利用蒽单晶作为活性层材料内嵌在两个不同功函数的金属电极之间，制备出了早期的太阳能电池器件，即肖特基器件，当时的开路电压仅有0.2 eV[18]。
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