研究基于萘酰亚胺的非富勒烯受体的激子动力学，用于有机光伏领域

《The Journal of Physical Chemistry C》：Probing Exciton Dynamics of Naphthalene-Imide-Based Nonfullerene Acceptors for Organic Photovoltaics

有机光伏器件中新型非富勒烯受体BNIAs的激子动力学研究表明，NIBT因苯并噻二唑桥接结构导致激子衰减较慢，但电荷分离效率提升，为OPV器件设计提供了结构优化依据。

　　

最近有研究报告称，一类名为双(萘酰亚胺)芳基亚乙烯(BCNIA)的高效有机光伏(OPV)器件具有优异的性能。这类非富勒烯受体(NFA)包含融合型(吲哚并二噻吩或吲哚并二噻吩-苯并噻二唑)和非融合型(噻吩亚乙烯)环状给体结构。含有非融合型环状给体结构(NITV)的BCNIA器件效率大约是含有融合型环状给体结构(NIDT和NIBT)的BCNIA器件效率的一半。在本研究中，我们利用超快时间分辨激光光谱技术和理论计算方法来探讨BCNIA的激子动力学特性。时间分辨荧光上转换实验表明，BCNIA的荧光寿命相对较短。飞秒瞬态吸收实验结果显示，NIBT的激子衰减和复合过程比NITV和NIDT慢5到6倍。理论计算和飞秒瞬态吸收实验进一步表明，NIBT的激子与分子内电荷转移激发态之间的能量差约为其他BCNIA的79%。尽管给体结构不同，NITV和NIDT的重组能、能量差及激子动力学特性相似。研究结果表明，NIBT给体结构中的苯并噻二唑π桥结构增强了激子活性，从而提高了电荷生成效率，进而提升了器件的光伏性能。本文的研究结果有助于加深人们对小分子NFA结构与OPV器件效率之间关系的理解。