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SCIE
SCOPUS
Synthesis and characterization of indeno[1,2-b]fluorene-based low bandgap copolymers for photovoltaic cells
저자
Kim, Jinseck ; Kim, Sun Hee ; Jung, In Hwan ; Jeong, Eunjae ; Xia, Yangjun ; Cho, Shinuk ; Hwang, In-Wook ; Lee, Kwanghee ; Suh, Hongsuk ; Shim, Hong-Ku ; Woo, Han Young
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2010
작성언어
-등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
1577-1586(10쪽)
제공처
소장기관
<P>Two types of indenofluorene-based low bandgap conjugated polymers, poly(6,6′,12,12′-tetraoctylindeno[1,2-b]fluorene-co-4,7-bis(2-thienyl)-2,1,3-benzothiadiazole) (<B>PIF-DBT</B>) and poly(6,6′,12,12′-tetraoctylindeno[1,2-b]fluorene-co-5,7-dithien-2-yl-thieno[3,4-b]pyrazine) (<B>PIF-DTP</B>), were synthesized and characterized for use in plastic solar cells. The optical, electrochemical, charge carrier mobility, morphological and photovoltaic characteristics were investigated. The number-average molecular weights of the polymers measured by gel permeation chromatography ranged from 19 000 to 27 000 g mol<SUP>−1</SUP>. The polymers were fairly soluble in common organic solvents and formed optical-quality films by spin casting. Photophysical studies revealed a low bandgap of ∼1.9 eV for <B>PIF-DBT</B> and ∼1.6 eV for <B>PIF-DTP</B>, respectively, which could harvest the broad solar spectrum covering from 300 nm to 650 nm (<B>PIF-DBT</B>), and from 300 nm to 800 nm (<B>PIF-DTP</B>) in film. An electrochemical study confirmed the desirable HOMO/LUMO levels of the copolymers, which enable efficient electron transfer and a high open circuit voltage when blending them with fullerene derivatives. The field effect mobility measurements showed a hole mobility of 10<SUP>−5</SUP>∼10<SUP>−3</SUP> cm<SUP>2</SUP> V<SUP>−1</SUP> s<SUP>−1</SUP> for the copolymers. The film surface morphology was also studied by atomic force microscopy. Among the polyindenofluorene copolymers, <B>PIF-DBT50</B> (containing 50 mol% DBT) showed the best photovoltaic performance with an open circuit voltage of 0.77 V, a short circuit current of 5.50 mA cm<SUP>−2</SUP> and a power conversion efficiency of 1.70% when the polymers were blended with PC<SUB>71</SUB>BM, under air mass 1.5 global (AM 1.5G, 100 mW cm<SUP>−2</SUP>) illumination conditions.</P> <P>Graphic Abstract</P><P>The indenofluorene-based copolymers were synthesized and their photovoltaic properties were investigated.
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</P>
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