《表1 受体小分子的光物理和电化学性能参数》

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《基于吡咯并吡咯二酮核心的苝二酰亚胺类受体分子的合成及光伏性能》

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三个受体小分子在氯仿溶液中的紫外-可见光（UV-vis）吸收光谱见图2a.c-PDI2、nc-PDI2和PDI4的光谱吸收范围较为相似，主要集中在400～600 nm.与c-PDI2和nc-PDI2相比，PDI4在这一区间具有更强的光吸收能力.通过计算得到PDI4的摩尔消光系数为2.1×105 L·mol-1·cm-1，超过了c-PDI2 （1.01×105L·mol-1·cm-1）和nc-PDI2 （0.94×105 L·mol-1·cm-1）的两倍.其中的原因除了四臂型受体小分子中的PDI单元数是双臂型受体小分子的二倍以外，还有电子离域范围增加等因素[39].另外，三个受体小分子还体现出了相对不同的光谱吸收形状.c-PDI2在500和530 nm的两处吸收峰值相当，而nc-PDI2和PDI4分别在500和530 nm左右具有出了相对更高的吸收峰.由此可见PDI4的吸收光谱不仅仅是两个双臂型受体小分子的简单加合.三个受体小分子薄膜的吸收光谱见图2b所示.在薄膜状态下，c-PDI2的吸收光谱曲线几乎没有红移，说明c-PDI2分子在薄膜中的聚集和电子在分子间离域非常有限，表明该分子的电子传输能力相对较低.nc-PDI2分子在薄膜状态下的吸收光谱相对于溶液状态有大约10 nm的红移，表现出了较强的分子间聚集和较好的电子在分子间离域.在三个分子中，PDI4薄膜的光谱吸收红移最为明显，超过了20 nm，这一结果表明PDI4具有最好的电子在分子间离域，同时表明PDI4具有更强的电子传输能力.通过受体小分子在薄膜状态下的起始吸收波长计算得到c-PDI2，nc-PDI2和PDI4的光学带隙（Egopt）分别为2.00，2.01和2.01 e V，表明三个受体小分子均为宽带隙受体材料.图2b中也给出给体聚合物材料PTB7-Th薄膜的吸收光谱作为对照.PTB7-Th的光吸收范围主要在550～750 nm，与三个受体小分子均能形成了很好的光谱吸收互补，所制备的活性层可以有效吸收波长为400～750 nm内的光子，几乎覆盖了整个可见光范围.相对于使用给体单元中心核的苝二酰亚胺受体小分子[21，22，27-29]，三个受体小分子的吸收光谱相对蓝移[27，28]，减少了和给体聚合物PTB7-Th的吸收范围的重合，从而改善了活性层对于太阳光吸收能力.本工作所发展的PDI受体小分子的光物理性能参数见表1所示.