基于非平面稠环苝酰亚胺的全聚合物太阳能电池

2020-06-03洪宇文钟洪亮

功能高分子学报 2020年3期

洪宇文，单通，丁奎，钟洪亮

（上海交通大学化学化工学院，上海 200240）

有机太阳能电池（OSCs）因其材料来源广泛、柔性、质轻、可通过溶液加工等优点受到了广泛关注[1-4]。近年来兴起的非富勒烯受体（NFAs），相对于富勒烯衍生物，具有结构修饰性强、吸光和能级易于调节等优点，这使得基于NFAs 的OSCs，其光电转换效率（PCE）得到了迅速提升[5-8]。

目前，NFAs 主要是苝酰亚胺（PDI）类和稠环电子受体类小分子材料[5]。OSCs 所采用的器件结构是本体异质结（BHJ），即将受体和给体物理共混成膜后作为活性层，既要求给体、受体共混良好形成丰富的界面，促使光生激子电荷分离，又需要给体、受体各自形成连续、纯净度高的自富集域作为电荷传输通道，从而提升电荷传输和收集效率[5,8]。因此，给体、受体的共混性和结晶性之间的平衡对OSCs 的性能至关重要，利用聚合物给体和小分子受体易于形成微相分离的特点，制备具有连续网状结构的BHJ，从而实现高效光电转换[5,8,9]。聚合物和小分子共混薄膜的形貌稳定性较差，这使得OSCs 的寿命欠佳。虽然OSCs 的性能已有重大突破，但其实用价值仍较低，难以商业化生产。与小分子相比，聚合物具有化学性质稳定，成膜性好等优点，特别值得指出的是，其链间的相互作用力强，聚合物共混之后可获得形貌非常稳定的薄膜[7,10-17]。因此，全聚合物太阳能电池是未来高效率、长寿命、低成本OSCs 的有力竞争者。然而，聚合物的物理性质比较接近，虽然共混良好，但是不容易获得各自的富集域，造成全聚合物太阳能电池在PCE 方面滞后，还停留在10%左右[18]。因此，急需开发新型聚合物受体，与现有的众多优秀聚合物给体相结合，制备具有理想微纳尺度相分离的BHJ，提高全聚合物太阳能电池的综合性能。同时，聚合物受体材料的构效关系尚不明确，给体、受体材料之间的相互作用仍有待研究。

PDI 类化合物具有化学性质稳定、摩尔消光系数高、最低未占有分子轨道（LUMO）能级适中、电子迁移率高等优点，是目前很有发展前景的电子受体材料，其小分子衍生物已被广泛应用于OSCs[19-24]。未加修饰的PDI 分子具有一个较大的π 共轭平面，强烈的分子间相互作用导致过度的一维π-π 堆积，被光照激发后容易形成激基复合物，限制了激子的扩散[5,8,9]。另一方面，在BHJ 中自我聚集成亚微米级的颗粒，与给体材料形成较严重的相分离，以至于激子在到达界面实现电荷分离之前就已经湮灭[8,9]。抑制这种过度自我堆积的一种有效途径是在PDI 分子中引入取代基团，形成扭曲结构[5,8]。同时，通过将PDI 分子关环形成稠环体系，可以减少分子的自由旋转，有效地降低成膜过程的构型变化，提高OSCs 的效率和稳定性。

本课题组[21]曾报道过以噻吩作为桥接基团的小分子受体稠环苝酰亚胺（FPDI-Th）展现了优异的光伏性能。同样的理念可以用于聚合物受体，通过调节聚合物的固态共混与堆积性能，达到一种平衡的状态。此外，除了共轭骨架之外，烷基侧链对OSCs 的性能也有重要影响[25]。柔性的烷基侧链可以提升材料的溶解性，增强材料的共混性能，并通过链间相互作用改善材料分子的固态堆积形貌。但是，烷基侧链本身不导电，无法参与光电转换过程，而且，侧链带来的立体位阻往往降低了材料分子的π-π 相互作用，导致聚合物链间的堆积减弱，载流子迁移率降低，不利于提升材料的光伏性能[1,5, 8,25]。因此，在设计半导体聚合物时，需要综合考虑烷基链的影响。

本文将具有扭曲结构的FPDI-Th 和二氟苯并噻二唑（DFBT）作为单体，并在两者之间插入带有不同烷基侧链的噻吩作为桥接单元，合成了两种新的聚合物受体PPDIBT-Th 与PPDIBT-Th-C6，对这两种聚合物的光学、电学、光伏性能以及固态形貌进行了系统研究。结果显示，基于这2 种聚合物的光伏器件的PCE 分别达到了4.78%和4.95%。此外还考察了烷基侧链对聚合物性质和有机光伏器件性能的影响。没有烷基侧链的PPDIBT-Th 分子平面性较好，自身结晶性较强，但自身的过度堆积会阻止聚合物给体PTB7-Th（其结构式如图1 所示）的有效堆积，对器件性能造成不良影响。烷基侧链的引入，虽然使得PPDIBT-Th-C6 自身分子间堆积变弱，但是PPDIBT-Th-C6 和给体聚合物PTB7-Th 共混成膜之后，却有效地保证了PTB7-Th 的固态堆积。最终，基于PPDIBT-Th-C6 的有机光伏器件获得了更高的光电流和光电转换效率，证明FPDI-Th 是一类优异的受体单元，有望作为共聚单体获得性能更加优异的聚合物受体材料。在全聚合物太阳能电池中，烷基侧链的引入不仅会影响分子自身的堆积，还会进一步影响与其共混的聚合物的固态堆积，引入适量的烷基侧链有利于活性层整体形貌达到较好状态，提升有机光伏器件的性能，为以后的聚合物受体设计提供了参考。

1 实验部分

1.1 原料和试剂

四丁基六氟磷酸铵（Bu4NPF6）：安耐吉化学试剂有限公司；正丁基锂（n-BuLi）、三甲基氯化锡（Me3SnCl）、三（二亚苄基丙酮）二钯（Pd2（dba）3）、三（邻甲基苯基）磷（P（o-Tol）3）：百灵威试剂有限公司；噻吩：上海麦克林生化试剂有限公司；苝-3,4,9,10-四羧酸二酐：北京伊诺凯科技有限公司；石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇、硅藻土、氢化钙、无水硫酸钠：上海泰坦科技股份有限公司，无特殊说明直接使用。用于柱层析分离和提纯的硅胶：分析纯，粒度为38～49 μm，青岛海洋化工试剂有限公司；甲苯（Toluene）、四氢呋喃、液溴、乙醇、氯仿、二异丙胺、正己烷、单质碘、二甲苯酮、单质钠和氯化钠：国药集团化学试剂有限公司，其中：四氢呋喃在氩气氛围条件下和金属钠、二苯甲酮（指示剂）回流搅拌至溶液呈蓝紫色后收集馏分，通氩气作为保护气体密封保存；甲苯在氩气氛围下加入氢化钙回流搅拌后常压蒸馏，收集馏分，通氩气保护后密封保存。

1.2 测试与表征

核磁共振氢谱（1H-NMR）、碳谱（13C-NMR）和氟谱（19F-NMR）：德国布鲁克仪器公司AVANCE III HD 400型核磁共振仪，在常温下进行测试，所用试剂为氘代氯仿（CDCl3），19F-NMR 所采用的内标均为三氟氯甲烷。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）：德国布鲁克公司Autoflex Speed TOF/TOF 仪，溶剂为二氯甲烷，以反式-2-[3-（4-叔丁基苯基）-2-甲基-2-丙烯基]丙二腈（DCTB）为基质，采用反射模式测得。

聚合物的数均分子量（Mn）、重均分子量（Mw）和分子量分布（Đ=Mw/Mn）：HLC-8321GPC/HT 型凝胶渗透色谱（GPC）仪，采用邻二氯苯（o-DCB）为流动相、聚苯乙烯为内标。

紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）：美国珀金埃尔默公司Lambda 750S 型紫外-可见分光光度计，样品的测试溶剂均为氯仿，先配制浓度约为10−3mol/L 的样品溶液，经过3 次稀释得到浓度为1×10−6mol/L 的稀溶液。样品膜的测试是通过将10−3mol/L 的溶液旋涂在玻璃片上测得，测试分辨率为0.5 nm，采样时间间隔为1 s，测试过程中，光束垂直照射样品，测量其透射光强度。

电化学循环伏安（CV）：上海振华CHI660D 电化学工作站，在常温下采用三电极体系，其中工作电极为氧化铟锡（ITO）玻璃，对电极为铂片电极，参比电极为Ag/Ag+电极，电解质溶液为Bu4NPF6（0.1 mol/L）的乙腈溶液，以二茂铁（Fc/Fc+）为内标，扫描速率为100 mV/s。

太阳能电池器件采用反向结构：ITO/ZnO/PTB7-Th:Polymer acceptor/MoOx/Al。活性层为聚合物受体和聚合物给体按质量比为1∶1.25 混合得到的溶液，溶剂为o-DCB，聚合物总质量浓度为20 mg/mL。60 ℃配制活性层，室温旋涂活性层，不经热退火处理。

光伏器件的测试：OSCs 的电流密度-电压（J-U）特性曲线通过Keithley 2420 SourceMeter 在室温、氮气氛围手套箱中测得；模拟太阳光（AM 1.5G）采用Enlitech SS-F5-3A，300 W 氙灯，其光照强度为100 mW/cm2；器件的外量子效率（EQE）通过Enlitech QE-M110 的EQE 系统在室温、空气条件下测得。所有光伏数据由10 组器件计算后取平均值。

图 1 给体PTB7-Th 的分子结构式Fig. 1 Molecular structure of donor PTB7-Th

1.3 受体材料的合成

5,6-二氟-4,7-二（2-噻吩）苯并[c][1,2,5]噻二唑（DFBT）、5,6-二氟-4,7-二（2-（4-己基）-噻吩）苯并[c][1,2,5]噻二唑（DFBT-C6）和FPDI-Th 均参考文献报道合成[21,26]，并通过核磁确证结构。单体的合成路线见图2，具体合成步骤如下。

图 2 单体（M1，M2 和M3）和聚合物受体的合成路线Fig. 2 Synthetic routes of monomer （M1, M2, M3） and polymer acceptors

1.3.1 单体2Br-FPDI-Th（M1）的合成将FPDI-Th（0.50 g，0.34 mmol）用10 mL 氯仿溶于25 mL 圆底烧瓶中，加入液溴（2 mL），升温至60 ℃搅拌反应过夜。降至室温，倒入亚硫酸钠溶液中，分液，有机相用水洗3 次，再用无水硫酸钠干燥。粗产物利用柱层析分离提纯，以石油醚-二氯甲烷（体积比为3∶1）为流动相，最后得到橙红色固体（0.54 g，0.33 mmol，收率为97%）。

1H-NMR（400 MHz, CDCl3）：10.74（m, 2H）, 10.56（m, 2H）, 9.92（s, 2H）, 9.42（s, 2H）, 9.13（br, 2H）, 5.31（m,4H）, 2.31（m, 8H）, 1.93（m, 8H）, 1.51～1.11（m, 46H）, 1.01～0.61（m, 26H）。

13C-NMR（125 MHz, CDCl3）：164.80, 164.4, 163.84, 163.04, 141.24, 141.10, 137.99, 137.14, 132.68, 132.15,131.78, 129.86, 129.10, 128.00, 127.32, 127.07, 126.71, 126.31, 125.99, 125.59, 125.42, 124.13, 122.84, 121.29, 55.37,32.51, 31.95, 31.84, 29.84, 26.91, 26.73, 23.02, 22.77, 22.63, 14.44, 14.24, 14.05。

MS（MALDI-TOF, m/z, C96H102Br2N4O8S）：计算值为1 630.58；实际值为1 630.55。

1.3.2 单体5,6-二氟-4,7-二（2-（5-三甲基锡基）-噻吩）苯并[c][1,2,5]噻二唑（M2）的合成将10 mL Schlenk 瓶抽换气3 次，氩气保护下，加入重蒸的二异丙胺（0.50 mL，3.55 mmol）和无水四氢呋喃，降温至−50 ℃，滴加1.6 mol/L的正丁基锂（2.00 mL，3.20 mmol），低温搅拌10 min 后缓慢恢复至室温，制得二异丙基氨基锂（LDA），备用。将100 mL Schlenk 瓶抽换气3 次，氩气保护下，加入化合物DFBT（0.2 g，0.60 mmol），再抽换气3 次，加入无水四氢呋喃溶解，降至−78 ℃，滴加LDA（4.00 mL），颜色由黄色变红最终呈紫黑色，低温搅拌20 min 后自然恢复至室温，再搅拌30 min 后将反应体系降至−78 ℃，滴加1.0 mol/L 的三甲基氯化锡（3.00 mL，3.00 mmol），至颜色呈黄褐色后自然恢复至室温搅拌过夜。加水淬灭反应，旋除大量四氢呋喃，再用乙醚萃取3 次，去离子水洗3 次，有机相用无水硫酸钠干燥。旋干溶剂后，固体在乙醇中重结晶，最后得到亮黄色针状晶体（0.24 g，0.36 mmol，60%）。

1H-NMR（400 MHz, CDCl3）：8.34（d, J = 3.3 Hz, 2H）, 7.35（d, J = 3.6 Hz, 2H）, 0.45（s, 18H）。19F-NMR（376 MHz, CDCl3）：−128.04。

1.3.3 单体5,6-二氟-4,7-二（2-（4-己基-5-三甲基锡基）-噻吩）苯并[c][1,2,5]噻二唑（M3）的合成将50 mL Schlenk 瓶抽换气3 次，氩气保护下，加入DFBT-C6（0.10 g，0.20 mmol），再抽换气3 次，加入无水四氢呋喃溶解，降至−78 ℃，滴加LDA（1.00 mL），溶液颜色由黄色变红最终呈紫色，低温搅拌20 min 后自然恢复至室温，搅拌30 min 后将反应体系重新降至−78 ℃，滴加1.0 mol/L 的三甲基氯化锡（0.80 mL，0.80 mmol），颜色呈黄褐色后自然恢复至室温搅拌过夜。加水淬灭反应，旋除大量四氢呋喃，用乙醚萃取3 次，去离子水洗3 次，有机相再用无水硫酸钠干燥。旋干溶剂后，固体在乙醇中重结晶，最后得到橙黄色针状晶体（0.12 g，0.15 mmol，收率为73%）。

1H-NMR（400 MHz, CDCl3）：8.19（s, 2H）, 2.70（t, J = 8.0 Hz, 4H）, 1.69～1.64（m, 4H）, 1.41～1.31（m, 12H）,0.90（t, J = 7.0 Hz, 6H）, 0.45（s, 18H）。19F-NMR（376 MHz, CDCl3）：−128.43（s）。

1.3.4 聚合物的制备通过经典的Stille 偶联反应聚合制备PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6，合成路线如图2 所示。通用聚合方法为：取干燥的Schlenk 瓶，抽换气3 次，加入等物质的量的单体M1（0.15 mmol）和M2（或M3，0.15 mmol），用重蒸的甲苯（5.00 mL）和二甲基甲酰胺（DMF，1.00 mL）溶解，快速加入Pd2（dba）3（2.00 mg，0.01 mmol）和配体P（o-Tol）3（2.70 mg，0.01 mmol）。整个反应体系经干燥除气3 次后，在氩气保护下，缓慢升温。回流48 h 后加入2-三甲基锡基噻吩封端，搅拌反应过夜。待反应体系降至室温后，将反应物倒入甲醇中，固体析出，抽滤。粗产物通过索氏提取提纯，分别使用甲醇、丙酮、正己烷、四氢呋喃和氯仿抽提。最后收集氯仿溶液，旋转蒸发浓缩，之后滴加到甲醇中沉降，经真空干燥后得PPDIBT-Th（或PPDIBT-Th-C6）。

PPDIBT-Th：黑色固体，产率为61%。Mn=48.1×103，Đ=1.40。1H-NMR（400 MHz, CDCl3）：10.65（br, 2H）,9.97（br, 2H）, 9.24（m, 4H）, 9.72（m, 4H）, 7.67（m, 2H）, 5.38（br, 4H）, 2.60～0.45（m, 88H）。

PPDIBT-Th-C6：黑色固体，产率为52%。Mn=39.2×103，Đ=1.58。1H-NMR（400 MHz, CDCl3）：10.70（br,2H）, 10.01（br, 2H）, 9.20（m, 4H）, 8.68（m, 4H）, 5.36（br, 4H）, 2.68～0.40（m, 114H）。

2 结果与讨论

2.1 受体材料的合成

FPDI-Th 经溴化后得到单体M1，虽然单体M1 存在不同的异构体，但是由于其极性相似，无法通过柱层析进一步分离，而且已有文献[3, 27]报道类似的异构体对材料性能影响较小，故将M1 及其异构体直接用于聚合反应。由于单体M1 中的溴可能位于PDI 的bay 位或ortho 位，所以聚合物结构中的单体连接方式有两种（如图2所示）。其余的聚合单体M2 和M3 可参照图2 的合成路线得到。以上单体都经过核磁和质谱确证了化学结构。将M1 分别与M2 和M3 通过经典的Stille 偶联反应聚合得到最终的聚合物受体PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6。

2.2 光学性能

聚合物受体在氯仿溶液和薄膜状态下的紫外-可见吸收光谱如图3 所示，相应的光学数据列于表1 中。PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6 具有相似的共轭骨架，溶液中2 种聚合物都拥有2 组吸收峰，分别位于350～400 nm 和400～650 nm，最大吸收波长（λmax）分别为479 nm 和478 nm，但是PPDIBT-Th-C6 的最大摩尔消光系数（εmax，7.8×104L/（mol·cm））要小于PPDIBT-Th 的相应值（7.0×104L/（mol·cm））。由于分子间堆积，两者的吸收光谱在510 nm 处均形成肩峰，其中PPDIBT-Th 的堆积强度要明显高于PPDIBT-Th-C6 的相应值，这主要是由于己基侧链的存在使得桥基噻吩与FPDI-Th 之间的扭曲加大，PPDIBT-Th-C6 分子的平面性降低，从而造成聚合物摩尔消光系数减小和分子间堆积减弱。两种聚合物的固态紫外-可见吸收光谱与溶液中的吸收光谱基本一致，仅表现出轻微的红移和堆积增强，说明基于FPDI-Th 的两种聚合物其分子间作用力较强，即使在溶液中也表现了很好的分子堆积。PPDIBT-Th 的堆积强度仍然高于PPDIBT-Th-C6 的相应值，再次证明了烷基侧链对聚合物分子构型和聚集态形貌的调控作用。通过固态紫外-可见吸收光谱长波方向的拐点，计算出PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6 的光学带隙（）分别为1.85 eV 和1.96 eV。两者在光学带隙上的差异是由于引入烷基侧链后，立体位阻效应使得FPDI-Th 单元和噻吩之间的二面角变大，分子的有效共轭区域变小，分子内电荷转移（ICT）降低，PPDIBT-Th-C6 带隙变宽。

图 3 PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6 在（a）溶液和（b）薄膜态下的UV-Vis 光谱Fig. 3 UV-Vis spectra of PPDIBT-Th and PPDIBT-Th-C6 in （a）solution and （b）thin-film state

表 1 PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6 的光学和电化学数据Table 1 Optical and electrochemical data of PPDIBT-Th and PPDIBT-Th-C6

2.3 电化学性能

通过循环伏安法研究PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6 的电化学性质，结果如图4 所示。两种聚合物具有优秀的成膜性，并且难溶于乙腈，因此，将两种聚合物分别涂在洁净的ITO 玻璃上，作为工作电极，如图4（a）循环伏安曲线所示，两种聚合物都可以被电化学氧化和还原。从相应的氧化峰和还原峰的拐点，并以二茂铁的HOMO 能级（−4.8 eV）作为标准（实际测得二茂铁的起始氧化值为0.02 eV），可以计算出两种聚合物的最高占有分子轨道能级（EHOMO）和最低占有分子轨道能级（ELUMO）分别为PPDIBT-Th：−5.22、−3.88 eV；PPDIBT-Th-C6：−5.24、−3.73 eV。两者的电化学带隙（Eg）分别为1.34、1.51 eV，与光学带隙的变化趋势一致，说明烷基侧链的引入降低了聚合物的平面性和有效共轭长度，导致含有烷基侧链的PPDIBT-Th-C6 带隙变宽。如图4（b）所示，两种聚合物的HOMO 和LUMO 能级与经典的高效聚合物给体PTB7-Th 的相应值匹配，适合作为本体异质结的给体-受体材料。

2.4 器件光伏性能与形貌

为了考察两种聚合物受体的光伏性能，选取PTB7-Th 作为给体材料，分别与PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6 搭配，制备了有机光伏器件。通过多次优化，最后选用反向器件结构：ITO/ZnO/PTB7-Th: Polymer acceptor/MoO/Al，而且两组器件均不需要使用添加剂，有利于简化器件制备工艺和增强稳定性。

图 4 （a） PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6 的循环伏安曲线；（b） PPDIBT-Th、PPDIBT-Th-C6 和PTB7-Th 的能级示意图Fig. 4 （a） CV curves of PPDIBT-Th and PPDIBT-Th-C6; （b） Energy level diagram of PPDIBT-Th, PPDIBT-Th-C6 and PTB7-Th

器件的J-U 曲线如图5（a）所示，详细性能参数列于表2 中，基于PPDIBT-Th 的器件展现了优秀的开路电压（Uoc）0.90 V 和电流密度（Jsc）11.38 mA/cm2，以及中等的填充因子（FF）46.7%，最终获得了4.78%的光电转换效率。填充因子较低一直是全聚合物太阳能电池性能不佳的主要因素，这与聚合物之间很难形成双连续的两相共混网状结构有关。引入烷基侧链后，基于PPDIBT-Th-C6 的器件参数发生了明显的变化，Uoc下降到0.89 V，同时Jsc上升至12.15 mA/cm2。

前面的研究已经证明，相对于PPDIBT-Th，PPDIBT-Th-C6 的LUMO 能级略高，摩尔消光系数较低，按理应该获得更高的Uoc和较低的Jsc。理论预测与实验事实之间的矛盾促使本课题组对器件的外量子效率进行了研究。由图5（b）的EQE 曲线可知，300～600 nm 的贡献来自于聚合物受体，而600～800 nm 则归功于给体PTB7-Th。相对于PPDIBT-Th-C6:PTB7-Th 体系，PPDIBT-Th: PTB7-Th 体系在受体部分的EQE 比较高，而给体PTB7-Th 的EQE比较低。

由器件的紫外-可见吸收光谱（图5（c））可知，纯净的PTB7-Th 薄膜的最大吸收波长位于706 nm，PPDIBTTh: PTB7-Th 体系中给体的最大吸收波长位于700 nm，蓝移了6 nm。造成以上实验结果的原因在于，PPDIBTTh 是一种结晶性很强的聚合物，在活性层二元共混膜中发生了比较严重的自我堆积，从而破坏了给体PTB7-Th 的结晶，导致吸收光谱蓝移并且强度减弱，降低了600～800 nm 的光生电流。引入烷基侧链之后，PPDIBTTh-C6 的结晶性相对减弱，对PTB7-Th 的堆积不再造成破坏，活性层中给体受体的共混与堆积达到一种比较理想的平衡状态，从而获得了较高的光电流。此外，烷基侧链的引入使PPDIBT-Th-C6 的平面性变差，薄膜中分子重组能变大，激子分离过程中能量损失变大，从而导致Uoc降低。由此说明，在全聚合物太阳能电池中，改变一种聚合物的侧链，不但可调节该聚合物本身的固态堆积，还可对另外一种聚合物的堆积产生影响，从而对共混体系的整体形貌产生协同效应。

图 5 PTB7-Th/聚合物受体太阳能电池的（a）J-U 曲线、（b）外量子效率曲线和（c）紫外-可见吸收光谱Fig. 5 （a）J-U curves,（b）EQE curves and （c） UV-Vis spectra of PTB7-Th/polymer acceptor solar cells

为了进一步揭示器件中聚合物给体和受体之间的相互影响，通过原子力显微镜对共混薄膜的形貌进行了研究。如图6 所示，两种聚合物都能与PTB7-Th 通过溶液旋涂的方法获得均一的薄膜。但是，PPDIBT-Th:PTB7-Th 薄膜明显结晶度较大，均方根粗糙度（RMS）为3.42 nm，远大于PPDIBT-Th-C6: PTB7-Th 薄膜的RMS（1.41 nm）。这归因于PPDIBT-Th 分子的平面性较强，在共混膜中容易堆积形成较大的结晶颗粒，从而使得粗糙度增加。

表 2 基于 PPDIBT-Th 和PPDIBT-Th-C6 作为受体的光伏器件的数据Table 2 Photovoltaic data of PDIBT-Th and PPDIBT-Th-C6 as acceptors

图 6 （a）PPDIBT-Th:PTB7-Th 和（b）PPDIBT-Th-C6:PTB7-Th 的AFM 图（上：高度图；下：相图）Fig. 6 AFM images of （a） PPDIBT-Th:PTB7-Th and （b） PPDIBT-Th-C6:PTB7-Th（Top: height images; Down: phase images）