As cadeias laterais fluoradas são um meio eficaz para melhorar o desempenho do transporte de portadores em materiais, mas até o momento há poucos relatos sobre a melhoria do desempenho fotovoltaico das células solares orgânicas baseadas nessa estratégia. Portanto, este artigo projetou e sintetizou três materiais receptores não-fullerenos do tipo receptor-doador-receptor (A-D-A) baseados em di(tiofenobenzo[c]ciclopentadieno) e carbazol (HP1, HP2 e HP3), e estudou o efeito da fluorinação das cadeias laterais e dos grupos terminais no desempenho dos materiais. Em comparação com o HP2 com cadeias laterais fluoradas, o HP1 com apenas grupos terminais fluorados exibe absorção deslocada para o vermelho e níveis de energia reduzidos. Ao introduzir átomos de flúor na cadeia lateral do HP1, o nível do orbital molecular não ocupado mais baixo (LUMO) do HP3 mostrou certo aumento, e a lacuna óptica (E_g) aumentou de 1,57 eV para 1,61 eV. Em comparação com HP1 e HP2, o filme misto baseado em PM6∶HP3 apresentou morfologia de separação de fase mais evidente e melhor desempenho de transporte de portadores, com eficiência de conversão de energia (PCE) aumentando para 11,48% e tensão de circuito aberto (V_oc) de 0,97 V. No entanto, o PCE do dispositivo baseado em PM6∶HP1 caiu para 11,08%, e o V_oc para 0,93 V. O PCE do dispositivo baseado em PM6∶HP2 foi apenas 4,20%. É digno de nota que o PCE do dispositivo baseado em PM6∶HP1∶HP3 (1∶0,5∶0,5, w/w/w) aumentou ainda mais para 11,95%. Os resultados indicam que a fluorinação das cadeias laterais é uma estratégia eficaz para melhorar o desempenho fotovoltaico das células solares orgânicas.

receptor não-fullereno; célula solar orgânica; di(tiofenobenzo[c]ciclopentadieno) e carbazol; cadeias laterais fluoradas; eficiência de conversão de energia