Synthèse et Propriétés Photovoltaïques de Copolymères Donneur−Accepteur à Base de Bithiazole

Trois nouveaux copolymères alternatifs donneur−accepteur (D−A) contenant une unité accepteur de bithiazole et une unité donneur de carbazole (P1), de dithienopyrrole (P2) ou de dithienosilole (P3) ont été synthétisés pour une application en tant que matériaux donneurs dans des cellules solaires polymères (PSCs). Les copolymères ont été caractérisés par TGA, absorption UV−vis, voltamétrie cyclique électrochimique et mesures photovoltaïques. Les résultats indiquent que les unités donneuses dans les copolymères influencent significativement les gaps de bande, les niveaux d'énergie électroniques et les propriétés photovoltaïques des copolymères. Parmi les trois copolymères, P3 avec l'unité donneur de dithienosilole présente un spectre d'absorption similaire à celui de P3HT, un niveau d'énergie HOMO approprié à −5,18 eV, une mobilité des trous plus élevée de 3,07 × 10−4 cm²/V s et des propriétés photovoltaïques prometteuses. L'efficacité de conversion de puissance de la cellule solaire basée sur P3:PC70BM=1:1 (w/w) a atteint 2,86 % avec un courant de court-circuit de 7,85 mA/cm², une tension à circuit ouvert de 0,68 V et un facteur de remplissage de 0,535, sous l'illumination d'AM1.5, 100 mW/cm².