光電子特性と光起電力セル用の小分子電子受容体の分子配列に対するメトキシル置換位置の重要な影響

非フラーレン電子受容体の分子工学は、有機光起電力の発展にとって非常に重要です。本研究では、メトキシル修飾したジチエノ2,3‐d:2′,3′‐d′‐s‐インダケノ1,2‐b:5,6‐b′ジチオフェンに基づく小分子受容体（SMA）异構体の一連を合成し、受容体–ドナー–受容体型SMAにおける末端基の置換位置の影響を明らかにしました。置換位置のわずかな変化が、異性体の光電子特性や分子配列に大きな影響を与えることが示されています。平面的な分子骨格を持つSMAは、より秩序立った分子配列とより小さいπ–πスタッキング距離を示し、そのため歪んだ末端基を持つ同類と比べて劇的に高い電子移動度を示します。電子ドナーとしてポリマーpoly(2,6‐(4,8‐ビス(5‐(2‐エチルヘキシル)チオフェン‐2‐イル)ベンゾ[1,2‐b:4,5‐b′ジチオフェン)‐コ‐(1,3‐ジ(5‐チオフェン‐2‐イル)‐5,7‐ビス(2‐エチルヘキシル)ベンゾ1,2‐c:4,5‐c′ジチオフェン‐4,8‐ジオン)] (PBDB‐T)を使用することで、PBDB‐T:IT‐OM‐2に基づくデバイスで11.9%の最適な変換効率（PCE）が達成され、これはこれまで報告された中で最高の効率の一つです。さらに、膜厚が250nmに増加してもPCEは10%を超えており、大面積印刷に非常に有利です。全体として、内因性分子特性やブレンドの形態は、末端基の置換位置を操作することで効果的に調整でき、この研究から得られた構造–特性の関係は、さまざまな応用のためのより効率的なSMAの設計に役立つでしょう。