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01.08.2013 | Ausgabe 8/2013

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2013

Synthesis and photovoltaic properties of new near infrared absorption polymers based on C and N-bridged dithiophene and diketopyrrolopyrrole units

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 8/2013
Autoren:
Dan Deng, Li Gu

Abstract

Two novel diketopyrrolopyrrole-based conjugated copolymers, namely, poly{[4,4-bis(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b:3,4-b′]dithiophene-2,6-diyl]-alt-[3,6-bis(bithiophen-5-yl)-2,5-di-(2-ethylhexyl)-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione]} (P1) and poly{[N-(2-ethylhexyl)-dithieno[3,2-b:2′,3′-d]pyrrole-2,6-diyl]-alt-[3,6-bis(bithiophen-5-yl)-2,5-di-(2-ethylhexyl)-pyrrolo[3,4-c]pyrrole-1,4-dione]} (P2), have been designed and synthesized by Stille coupling reaction. The resulting copolymers exhibited very broad and strong absorptions in the visible and near-infrared region. Through cyclic voltammetry measurements, it was found that P1 possesses a lower highest occupied molecular orbital energy level (−5.14 eV) compared to that of P2 (−4.98 eV). The bulk heterojunction photovoltaic devices were fabricated by using the two copolymers as the donor and [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (PCBM) as the acceptor in the active layer. The maximum power conversion efficiency of 1.48 % was obtained based on the blend of P1:PCBM = 1:3(w/w) with open circuit voltage (V OC ) of 0.66 V and short circuit current (J SC ) of 6.36 mA/cm2, under the illumination of AM 1.5, 100 mW/cm2.

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