ИСТИНА

В настоящее время большой интерес мирового научного сообщества вызывает органическая фотовольтаика, в частности, органические солнечные батареи (ОСБ), как экологически чистый источник возобновляемой энергии. Эффективность преобразования энергии (КПД) ОСБ превышает 19% 1,2 для устройств на основе аннелированных нефуллереновых акцепторных материалов (НФА)3 - сложных полиароматические соединения донорно-акцепторного типа с плоской и жесткой химической структурой, и КПД > 17% 4 - для простых плоских НФА неаннелированного строения с объемными заместителями в структуре, препятствующими конформационным переходам молекулы. Несмотря на достигнутые успехи, для коммерциализации ОСБ на основе аннелированных НФА наиболее острой проблемой является трудоемкость и многостадийность их синтеза, что делает эти материалы очень дорогостоящими. В то время, как для реализации неаннелированных НФА остаются нерешенными вопросы стабильности, комплементарности донорных материалов для них и взаимосвязи структуры-свойства-производительности устройства. Кроме того, использование НФА, поглощающих в БИК диапазоне от 750 до 1200 нм, может значительно расширить спектральный диапазон поглощения активного слоя и повысить способность ОСБ к сбору фотонов, повысив КПД. Поэтому поиск структур с необходимыми физико-химическими свойствами для создания высокоэффективных ОСБ является важным и актуальным. В данной работе разработан и осуществлен синтез новых потенциальных НФА. Комплексом современных физико-химических методов анализа доказаны структура и высокая чистота соединений. Полученные НФА обладают хорошей растворимостью во многих органических растворителях, достаточно высокой термической стабильностью, эффективным поглощением солнечного света в красном и БИК диапазонах как в растворах, так и в тонких пленках, имеют подходящие энергии уровней НСМО и ВЗМО для использования в качестве акцепторных материалов. Первые результаты тестирования новых НФА прототипах ОСБ в бинарных и тройных смесях с коммерческим донором РМ6 показали впечатляющие КПД более 17%. Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (грант № 19-73-10198-П).