Синтез новых сопряженных полимеров на основе тиофена и бензотиадиазола - перспективных фотоактивных материалов для органических солнечных батарей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.03, кандидат наук Аккуратов, Александр Витальевич

• Аккуратов, Александр Витальевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Аккуратов, Александр Витальевич

Список использованных сокращений....................................................................................................4

Благодарности........................................................................................................................................5

1. Введение..........................................................................................................................................6

1.1. Актуальность темы исследования........................................................................................6

1.2. Степень разработанности темы исследования..................................................................7

1.3. Цели и задачи...........................................................................................................................9

1.4. Научная новизна.....................................................................................................................10

1.5. Теоретическая и практическая значимость......................................................................11

1.6. Методология и методы исследования................................................................................12

1.7. Положения, выносимые на защиту.....................................................................................13

1.8. Степень достоверности и апробация результатов.........................................................14

1.9. Публ икации.............................................................................................................................14

1.10. Объем и структура диссертации....................................................................................17

2. Обзор литературы.........................................................................................................................18

2.1. Структура солнечных батарей с объемным гетеропереходом.......................................18

2.2. Принципы работы органических солнечных батарей с объемным гетеропереходом... 19

2.3. Характеристики органических солнечных батарей..........................................................21

2.4. Оптимизация основных параметров органических солнечных батарей с помощью молекулярного дизайна сопряженных полимеров.........................................................................23

2.4.1. Ток короткого замыкания.................................................................................................23

2.4.2. Напряжение холостого хода............................................................................................25

2.4.3. Фактор заполнения............................................................................................................30

2.4.4. Эффективность органических солнечных батарей......................................................35

2.5. Факторы, ограничивающие эффективность фотовольтаических устройств на основе сопряженных полимеров..................................................................................................................41

2.6. Синтетические методы, используемые в разработке сопряженных полимеров..........42

2.6.1. Реакция поликонденсации Стшле....................................................................................44

2.6.2. Реакция поликонденсации Сузуки.....................................................................................46

2.6.3. Реакция прямого гетероарилирования............................................................................49

2.7. Отдельные группы сопряженных полимеров.....................................................................51

2.7.1. Сополимеры, содержащие 2,1,3-бензотиадиазол, как акцепторный фрагмент........52

2.7.2. Сополимеры, содержащие фрагмент ТВТ в своей структуре.....................................56

2.7.3. Сополимеры, содержащие бисбензотиадиазол, бензобистиадиазол и нафтобистиадиазол........................................................................................................................60

2.7.4. Сополимеры, содержание 2,1,3-бензоксадиазол и 2-алкил-2Н-2,1,3-бензотриазол в

качестве электроноакцепторного блока.......................................................................................63

2.8. Заключение. Обоснование цели и задач данной работы....................................................68

3. Экспериментальная часть....................^.......................................................................................73

3.1. Инструментальные методы исследования....................................................................73

3.2. Реагенты, растворители и материалы..........................................................................74

3.3. Изготовление солнечных батарей и исследование их характеристик........................74

3.4. Методика исследования эксплуатационных характеристик фотовольтаических устройств......................................................................................................................................75

3.5. Методики очистки полимеров.........................................................................................75

3.6. Исследование подвижностей носителей зарядов в пленках полимеров......................75

3.7. Методики получения соединений.....................................................................................76

4. Результаты и обсуждения.............................................................................................................92

4.1. Синтез модельного сопряженного полимера РСВТВТ. Исследование его оптических и фотовольтаических свойств..........................................................................................................92

4.2. Разработка сопряженных полимеров с малой шириной запрещенной зоны. Синтез и исследование полимера Р2...............................................................................................................99

4.2.1. Синтез и исследование сопряженного полимера Р2......................................................99

4.2.2. Синтез и исследование сопряженного полимера РЗ....................................................103

4.2.3. Синтез и исследование сопряженного полимера Р4....................................................106

4.3. Синтез сопряженных полимеров, с улучшенными оптическими свойствами, содержащих фрагменты циклопентадитиофена......................................................................109

4.4. Синтез и исследование сопряженного полимера Рб........................................................114

4.5. Синтез и исследование сопряженного полимера Р7........................................................116

4.6. Синтез сопряженных полимеров, содержащих звенья ТТВТВТТ..................................119

4.6.1. Оптимизация методов синтеза структурного блока ТТВТВТТ................................120

4.6.2. Синтез и исследование сопряженного полимера Р8....................................................127

4.7. Получение аналогов полимера Р8 с различным расположением алкильных цепей и исследование их свойств................................................................................................................131

4.8. Синтез сопряженных полимеров Р13 и Р14, содержащих флуореновые и силафлуореновые фрагменты.......................................................................................................135

4.9. Синтез сопряженного полимера Р15, содержащего бензоксадиазол в качестве электроноакцепторного блока.....................................................................................................138

4.10. Статистические сополимеры на основе ТТВТВТТ, флуорена и карбазола как перспективные материалы для органических солнечных батарей...........................................140

5. Выводы.........................................................................................................................................150

6. Список литературы.....................................................................................................................151

3

Список использованных сокращений

НСМО (LUMO) - низшая свободная молекулярная орбиталь

ВЗМО (HOMO) - высшая занятая молекулярная орбиталь

Eg-ширина запрещенной зоны

Е ох onset - потенциал окисления

Jsc — плотность тока короткого замыкания

Voc - напряжение холостого хода

FF — фактор заполнения

г) (к.п.д.) - эффективность преобразования света IPCE (EQE) - внешняя квантовая эффективность [60JPCBM - метиловый эфир фенил-Сб1-бутановой кислоты [70]РСВМ - метиловый эфир фенил-С71-бутановой кислоты

PEDOT:PSS - комплекс поли(этилендиокситиофена) с полистиролсульфокислотой

ITO - смешанный оксид индия-олова

ЯМР - ядерный магнитный резонанс

ЦВА - циклическая вольтамперометрия

ВЭЖХ - высокоэффективная жидкостная хроматография

THF - тетрагидрофуран

DMSO - диметилсульфоксид

DMF-Д tV-дим ети л ф ормам ид

NBS-iV-бромсукцинимид

DCB-1,2-дихлорбензол

MW - микроволновое излучение

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность:

- д.х.н. А. С. Перегудову (ИНЭОС РАН) и к.х.н. А. В. Черняку (АЦКП ИПХФ РАН) за регистрацию спектров ЯМР.

- к.х.н. В. М. Мартыненко (ИПХФ РАН) за помощь в характеризации соединений с помощью электроспрей масс-спектрометрии.

- к.х.н. А. Е. Горячеву, м.н.с. А. В. Мумятову и аспиранту Е.А. Хакиной за содействие при получении отдельных соединений.

- к.х.н. Д. К. Сусаровой, к.х.н. Д. В. Новикову и инж. О. А. Мухачевой за помощь в исследовании электрохимических и фотовольтаических свойств сопряженных полимеров в органических солнечных батареях.

- научному руководителю к.х.н. Трошину П.А. за поддержку и помощь на всех этапах выполнения работы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез новых сопряженных полимеров на основе тиофена и бензотиадиазола - перспективных фотоактивных материалов для органических солнечных батарей»

1. Введение 1.1. Актуальность темы исследования

Солнечный свет является одним из основных возобновляемых источников энергии. Известно, что Земля получает за один час от Солнца такое количество энергии, которое превышает годовые энергетические потребности всего человечества. Поэтому основными задачами исследователей на сегодняшний день являются поиск эффективных путей преобразования энергии Солнца и создание экономичных систем для массового запасания энергии.

Фотовольтаические устройства позволяют напрямую преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Коэффициент полезного действия устройств первого поколения на основе кристаллического кремния достигает 24,4% [1]. Однако масштабное применение этих устройств ограничено вследствие их высокой стоимости. Например, стоимость модуля на основе кристаллического кремния составляет 2-3 доллара за ватт установленной мощности (в англоязычной литературе обозначается как ватт-пик Wp) [2].

В основе второго поколения солнечных батарей лежат преимущественно тонкопленочные технологии. В качестве материалов для светопреобразующего слоя активно используются поликристаллический кремний и халькогениды металлов: Сс1Те, Си1пхОа(1.х)8е2 (СЮБ) и родственные им соединения. Эффективность преобразования солнечной энергии в лучших устройствах на основе С(1Те и СЮБ составляет 15-20% [3]. Видно, что фотовольтаические преобразователи второго поколения несколько проигрывают кристаллическому кремнию по эффективности, однако они существенно дешевле. Поэтому рынок тонкопленочных фотопреобразователей быстро растет и эта тенденция обещает сохраниться в ближайшие годы [4]. К сожалению, токсичность теллурида кадмия и арсенида галлия, а также ожидающееся сокращение мировой добычи индия и галлия сильно ограничивают перспективы этих технологий в решении энергетических проблем современного общества [5]. Ряд технологических проблем в совокупности с низкой эффективностью солнечных батарей на основе аморфного кремния привели к резкому снижению объема их продаж в 2009-2010 гг и почти полному исчезновению в 2013 г [6].

Третье поколение фотовольтаических преобразователей, как ожидается, позволит производить электрическую энергию по цене около 20-50 центов за ватт установленной мощности. Такие показатели потенциально могут быть получены для сложных конструкций

каскадных многопереходных солнечных батарей с высоким коэффициентом преобразования света (более 50%) при невысокой цене модуля (100-150 иБЭ/м2). В настоящее время к.п.д. лучших тандемных солнечных батарей приближается к 43%, в то время как их стоимость значительно превышает 100-150 иБО/м2, несмотря на использование недорогих солнечных концентраторов [7].

Другим перспективным типом фотоэлектрических преобразователей третьего поколения являются органические и гибридные солнечные батареи. Для них потенциально достижимы эффективности преобразования света 12-16% и более. Сравнительно низкие к.п.д. компенсируются технологической простотой их изготовления, которая в перспективе должна снизить стоимость модуля до 40-60 иЭО/м2. Кроме того, свойства органических полупроводников должны обеспечить гарантийный срок эксплуатации около 10-20 лет. В настоящее время для лабораторных прототипов полимерных органических солнечных батарей достигнуты сертифицированные к.п.д. более 10% и оценочный срок службы не менее 7 лет [8]. В тоже время, НеНа1ек сообщает о 16000 часах (100 мВт/см2, ЛМ1.5) непрерывной работы двухслойных устройств на основе малых молекул [9].

Дальнейшая оптимизация конструкции и технологии производства органических солнечных батарей, а также повышение их эксплуатационной стабильности может привести к определенному прорыву в области солнечной энергетики.

1.2. Степень разработанности темы исследования

К настоящему времени получено и исследовано большое число различных сопряженных полимеров для органических солнечных батарей. Высокие эффективности преобразования света (6-9%) в органических солнечных батареях достигнуты с использованием сопряженных полимеров, содержащих в своей структуре фрагменты тиено[3,4-Ь]тиофена и бензо[1,2-Ь:4,5-Ь']дитиофена, алкоксибензола и 2,1,3-бензотиадиазола (рисунок 1) [10-12]

ОЕН

РВЭТТТ-СР: Н=/?-Ьер1у1, Х=Я Т) = 7,73%

РВОТТТ-С: Р=2-Ьер1у1, Х=Н т) = 6,58%

РТВ7: Р=2-ету111еху1оху, Х=Р ц = 9,2%

X

\

РРР Т2РВТ:

R=2-hexyldecyloxy1 Х=Р Л = 9,4%

Рисунок 1. Сопряженные полимеры на основе бензо[1,2-Ь:4,5-Ь']дитиофена и тиено[3,4-Ь]тиофена, алкоксибензола.

Существенным недостатком разработанных полимеров является их низкая стабильность [13]. В частности, относительная эффективность солнечных батарей на основе композита РТВ7/[60]РСВМ ([60]РСВМ — метиловый эфир фенил-Сб1-бутановой кислоты) в первые 40 минут работы падает на 5%, а в последующие 40 минут - еще на 60% [14]. Эти результаты указывают на малую перспективность сопряженных полимеров, содержащих в своей структуре фрагменты тиено[3,4-Ь]тиофена и, возможно также, бензо[1,2-Ь:4,5-Ь']дитиофена.

Напротив, полимер РСЭТВТ, известный в мировой литературе с 2007 года, обладает превосходной стабильностью [15]. Существенным недостатком РСОТВТ является его большая ширина запрещенной зоны (1,9 эВ), ограничивающая эффективность поглощения и преобразования света в солнечных батареях на его основе.

Таким образом, в настоящее время остро стоит проблема создания новых сопряженных полимеров, которые бы демонстрировали одновременно оптимальные оптоэлектронные свойства, высокие эффективности работы и долговременную стабильность в органических солнечных батареях.

1.3. Цели и задачи

В литературе описано большое число сопряженных полимеров, строение которых можно представить общей формулой (-Х-ОАО)п, где Б - электронодонорный фрагмент, например, тиофен или тиено[3,2-Ь]тиофен; А - электроноакцепторный блок, например, бензотиадиазол или бензоксадиазол, а X - циклическая система ряда флуорена, карбазола, дибензосилола (силафлуорена) и др. Полимеры класса (-Х-ОАЭ) п демонстрируют сравнительно высокие эффективности работы в органических солнечных батареях, несмотря на свои неоптимальные оптоэлектронные характеристики. Известно, что величина энергетической щели между НСМО электронодонорного сопряженного полимера и НСМО электроноакцепторного производного фуллерена должна составлять ~0,3 эВ [16]. Для большинства известных полимеров (-Х-ОАЭ)п эта величина значительно выше и составляет 0,5-0,8 эВ как, например, для системы РСОТВТ/[70]РСВМ ([70]РСВМ - метиловый эфир фенил-С71-бутановой кислоты) (рисунок 2). В результате происходят значительные (30-50%) потери в напряжениях холостого хода и эффективностях преобразования света.

^ДЕТ~0,7эВ -4.3 эВ

~Уос

-6,0 эВ [70]РСВМ

Рисунок 2. Диаграмма энергетических уровней для РСЭТВТ и [70]РСВМ.

Целью данной диссертационной работы является разработка и исследование нового подхода к построению фотоактивных материалов с улучшенными оптоэлектронными характеристиками, основанного на использовании оптимальной комбинации электронодонорных (Э) и электроноакцепторных (А) звеньев ОАБАО в основной цепи сопряженного полимера. Как ожидается, полимеры (-Х-ОАОАО)п должны обладать более низкими энергиями НСМО в сравнении с ранее исследованными структурами (-Х4ЭА0)П и, как следствие, обеспечивать более высокие к.п.д. преобразования света в органических солнечных батареях (рисунок 3).

-3,6 эВ

Ев=1,9 эВ

-5.5 эВ РСБТВТ

Рисунок 3. Подход к созданию новых сопряженных полимеров, предложенный в работе Для достижения обозначенной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

1. разработка методов синтеза ключевых мономеров РАБ АО. где О - остаток тиофена, а А - фрагмент бензотиадиазола или бензоксадиазола;

2. поиск подходов к синтезу сопряженных полимеров типа (-Х-ОАОАО)п (где X — фрагмент карбазола или флуорена), обладающих оптимальными оптоэлектронными и физико-химическими свойствами;

3. получение ряда сопряженных полимеров типа (-Х-ОАОАО)п и систематическое изучение их свойств;

4. оценка перспективности использования сопряженных полимеров типа (-Х-ОАОАО)п в качестве фотоактивных материалов в органических солнечных батареях.

1.4. Научная новизна

Предложен новый подход к созданию сопряженных полимеров с оптимальными оптоэлектронными свойствами для использования в качестве электронодонорных материалов в органических солнечных батареях. Получен и исследован новый класс сопряженных полимеров общей формулы (-Х-ОАОАО)п, обеспечивающих высокие (>6%) эффективности преобразования света в органических солнечных батареях. Показана возможность управления оптоэлектронными, физико-химическими и фотовольтаическими свойствами сопряженных полимеров путем статистической сополимеризации различных структурных блоков, взятых в оптимальных соотношениях. Получено и исследовано более 20 новых сопряженных полимеров регулярного и статистического строения, содержащих карбазольные, флуореновые, силафлуореновые, циклопентадитиофеновые, бензотиадиазольные, бензоксадиазольные и тиофеновые блоки. Найдены отдельные корреляции между молекулярным строением, молекулярно-весовыми характеристиками и фотовольтаическими свойствами сопряженных полимеров. В целом, результаты, полученные в данной работе, открывают большие перспективы для разработки новых электронодонорных фотоактивных материалов для высокоэффективных органических солнечных батарей.

1.5. Теоретическая и практическая значимость

Теоретическая значимость

Продемонстрирована возможность тонкой регулировки физико-химических, оптоэлектронных и фотовольтаических свойств сопряженных полимеров с использованием направленного молекулярного дизайна. Установлено, в частности, что замена классических структурных блоков DAD на предложенные в данной работе системы DADAD (D - тиофен, А-бензотиадиазол) снижает энергию НСМО полимера, не затрагивая уровень ВЗМО.

Исследовано влияние солюбилизирующих алкильных цепей на оптоэлектронные и фотовольтаические свойства сопряженных полимеров. Показано, что вариация относительного расположения алкильных цепей в полимере приводит к изменению ширины запрещенной зоны материала на 0,33 эВ, подвижностей носителей зарядов на 1-2 порядка и эффективностей преобразования света в солнечных батареях от 0,6% до 5,1%. Найдены оптимальные положения для введения алкильных заместителей в структурах мономеров, обеспечивающие оптимальные зарядово-транспортные и фотовольтаические свойства образующегося полимера.

Обнаружена корреляция между молекулярно-весовыми характеристиками сопряженных полимеров и параметрами их работы в солнечных батареях. В частности, показано, что ток короткого замыкания и эффективность преобразования света увеличиваются практически линейно с ростом молекулярной массы использованного полимера. Найденная зависимость открывает дополнительные возможности для оптимизации свойств разработанных материалов с целью достижения более высоких эффективностей работы органических солнечных батарей.

Практическая значимость

Разработаны новые фотоактивные материалы, обладающие оптимальными оптоэлектронными характеристиками и способные обеспечить эффективности 10-11% в однопереходных и >13% в двухпереходных солнечных батареях в соответствии с существующими теоретическими моделями [17,18]

На основе полученных материалов созданы лабораторные макеты органических солнечных батарей, показавшие высокие эффективности преобразования света (до 6,7%). Продемонстрирована приемлемая стабильность разработанных материалов и устройств.

Таким образом, результаты, полученные в данной диссертационной работе, могут быть использованы для создания высокоэффективных и стабильных органических фотоэлектрических преобразователей.

1.6. Методология и методы исследования

Для синтеза ключевых мономеров использовались палладий-катализируемые реакции кросс-сочетания по Стилле и Сузуки, а также реакция сочетания по Кумаду, катализируемая комплексами никеля (II). Широко применяли металлироваиие различных тиофенсодержащих прекурсоров н-бутиллитием в безводном ТГФ при пониженных температурах с последующей обработкой полученных интермедиатов соответствующими электрофилами (трибутилхлорстаннан, триметилхлорстаннан, 2-изопропокси-4,4,5,5-тетраметил-1,3,2-диоксаборолан и др.). Для очистки полученных соединений использовали колоночную хроматографию на силикагеле и обращенной фазе Cis, препаративную высокоэффективную жидкостную хроматографию (силикагель, обращенная фаза С is), препаративную гель-проникающую хроматографию и вакуумную сублимацию. Состав и строение всех соединений были подтверждены с использованием масс-спектрометрии, одномерной и двумерной ЯМР спектроскопии, ИК-спектроскопии.

Все представленные в диссертационной работе сопряженные полимеры были получены по реакции поликонденсации Сузуки-Мияура (схема 1)

^--ч [pdI

х—Г а }—х + (RO)2b—b(or)2-- -

--------^^^^ toluene, К2С03,80-110 °С

X=Br aliquat 336

Схема 1. Схема реакции поликонденсации Сузуки.

В ходе протекания реакции поликонденсации осуществляли контроль молекулярно-весовых характеристик образующихся полимеров с помощью гель-проникающей хроматографии. Реакцию поликонденсации терминировали путем введения 1(Н-15 мольных процентов фенилбороновой кислоты и затем избытка бромбензола. Замена реакционноспособных концевых групп на инертные фенильные остатки необходима для достижения оптимальных физико-химических и фотовольтаических свойств материалов. Синтезированные полимеры были очищены и фракционированы для получения образцов с выраженными полупроводниковыми свойствами (с низкой концентрацией ловушек носителей зарядов и малой степенью допирования). Молекулярно-весовые характеристики полученных образцов полимеров составляли 30000-К240000 г/моль.

Оптические свойства сопряженных полимеров исследовали в растворе и в тонких пленках. Электрохимическое окисление изучали для тонких пленок чистых полимеров и их композитов с соответствующими производными фуллеренов. Анализ полученных оптических и

12

электрохимических характеристик позволил оценить энергии граничных орбиталей и ширину запрещенной зоны сопряженных полимеров. Кроме того, была выявлена взаимосвязь между молекулярным строением полимеров и их оптоэлектронными свойствами.

Подвижности носителей зарядов в тонких пленках сопряженных полимеров оценивали методом измерения токов, ограниченных объемным зарядом (ЭСЬС). Полученные данные позволяли судить о полупроводниковых свойствах исследованных материалов.

На заключительной стадии изучали фотовольтаические свойства разработанных сопряженных полимеров в органических солнечных батареях с объемным гетеропереходом. В качестве электроноакцепторных материалов использовали производные фуллеренов [60]РСВМ и [70]РСВМ. В стандартных условиях регистрировали темповые и световые вольтамперные характеристики солнечных элементов, из которых рассчитывали напряжение холостого хода, ток короткого замыкания, фактор заполнения и эффективность (к.п.д.) преобразования света. Для подтверждения полученных результатов измеряли также спектры внешней квантовой эффективности (ЕС^Е).

На основании анализа совокупности всех полученных данных делали выводы о влиянии особенностей молекулярного строения сопряженных полимеров на проявляемые ими оптические, электронные и зарядово-транспортные свойства, а также эффективность их работы ■ в органических солнечных батареях.

1.7. Положения, выносимые на защиту

1. Предложен перспективный подход к созданию сопряженных полимеров с оптимальными оптическими и электронными свойствами для их использования в органических солнечных батареях. Показано, что структурные звенья ОАОАБ (Б- электронодонорные звенья, А - электроноакцепторный блок) в полимерах обеспечивают понижение энергии НСМО и уменьшение ширины запрещенной зоны материалов, что приводит также к существенному улучшению их фотовольтаических характеристик.

2. Проведены синтезы новых сопряженных сополимеров, регулярного и статистического строение, содержащие в своей структуре тиофеновые и бензотиадиазольные звенья в комбинации с циклопентадитиофеновыми, карбазольными, флуореновыми и силафлуореновыми фрагментами. Систематически исследованы оптические и электрохимические свойства полимеров. Показано, что положение и ориентация солюбилизирующих алкильных групп значительным образом влияют на оптоэлектронные свойства сопряженных полимеров.

3. Разработанные сопряженные полимеры исследованы в качестве фотоактивных материалов в органических солнечных батареях в комбинации с производными фуллеренов [60]РСВМ и [70JPCBM. Установлено, что наилучшие характеристики (к.п.д. 5,0-6,7%) достигаются для сопряженных полимеров, содержащих незамещенный фрагмент ТВТВТ (Т -тиофен, В - бензотиадиазол) в комбинации с 3-алкилтиофеновыми, а также карбазольными или флуореновыми звеньями. Показана перспективность использования сопряженных полимеров статистического строения как материалов для высокоэффективных органических солнечных батарей.

1.8. Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность полученных данных обеспечивается проведением исследований с использованием комплекса современных физико-химических методов, упомянутых выше. Результаты работы были представлены и обсуждены на конкурсе научных работ им. С. М. Батурина (г. Черноголовка, 2011 и 2013 гг.) и следующих конференциях: Всероссийская конференция «Фотоника органических и гибридных наноструктур», Черноголовка, 2011 г.; Объединенная конференция по энергетике MRS-EMRS, Ницца, Франция, 2011 г.; конференция «Технологии полимерной электроники», Ильменау, Германия, 2012 г. (ТРЕ12) и 2014 г. (ТРЕ14); Международная конференция по когерентной и нелинейной оптике / применению и •. технологии лазеров (ICONO/LAT-2013), Москва, 2013 г; XI Международная конференция по химии и физикохимии олигомеров: «Олигомеры 2013», Ярославль, 2013 г.; Объединенная конференция по энергетике MRS-EMRS, Лиль, Франция, 2014; XII Международная конференция по наноструктурированным материалам (NANO 2014); Международная школа-конференция «Органическая электроника» (IFSOE 2014) Москва, 2014 г.

1.9. Публикации

Статьи в рецензируемых журналах:

1. Susarova, D. ESR spectroscopy as a powerful technique for controlling the quality of conjugated polymers designed for photovoltaic applications / D. Susarova, N. P. Piven, A. V. Akkuralov, L. A. Frolova, M. S Polinskaya, S. Ponomarenko, S. Babenko, P. A. Troshin // Chem. Commun. -2015.- DOI: 10.1039/C4CC06197G

2. Akkuratov, A. V. Strong influence of the positions of solubilizing alkyl side chains on

optoelectronic and photovoltaic properties of TTBTBTT-based conjugated polymers / A. V.

Akkuratov, D. K. Susarova, D. V. Novikov, D. V. Anokhin, Y. L. Moskvin, A. V. Chernyak, F. A.

Prudnov, S. D. Babenko, P. A. Troshin // J. Mater. Chem., C. - 2015. - DOI: 10.1039/C4TC02432J

14

3. Frolova, L. A., ESR spectroscopy for monitoring the photochemical and thermal degradation of conjugated polymers used as electron donor materials in organic bulk heterojunction solar cells / L. A. Frolova, N. P. Piven, D. K. Susarova, A. V. Akkuratov, S. D. Babenko, P. A. Troshin // Chem. Commun. - 2015.- DOI: 10.1039/C4CC08146C

4. Troshin, P. A. Improved Photovoltaic Performance of PPV-Based Copolymers Using Optimized Fullerene-Based Counterparts / P. A. Troshin, O. A. Mukhacheva, O. Usluer, A. E. Goryachev, A. V. Akkuratov, D. K. Susarova, N. N. Dremova, S. Rathgeber, N. S. Sariciftci, V. F. Razumov, D. A. M. Egbe // Adv. Energy Mat. - 2013. - V.3. - P. 161 -166.

5. Аккуратов, А. В. Сопряженные полимеры с фрагментами бензотиадиазола, бензоксадиазола и бензотриазола как перспективные полупроводниковые материалы для органических солнечных батарей / А. В. Аккуратов, П. А. Трошин // Высокомолекулярные соединения, Сер. Б, 2014. - Т. 56 -No. 4. - С. 371-400.

Заявки на патенты:

1. А. V. Akkuratov, D. К. Susarova, P. A. Troshin, V. F. Razumov. Polymer compound and its use in photovoltaic devices. Eur. Pat. Appl. No. EP 12191624.1 / приоритет от 07.11.2012.

2. E. A. Khakina, A. V. Akkuratov, D. K. Susarova, P. A. Troshin, V. F. Razumov. Polymer compound and its use in photovoltaic devices. Eur. Pat. Appl. No. EP 12191627.4 / приоритет от 07.11.2012.

3. E. A. Khakina, К. V. Lizgina, A. V. Akkuratov, D. K. Susarova, P. A. Troshin, V. F. Razumov. Conjugated polymer compound comprising 1,2,3-benzothiadiazole units and its use in photovoltaic devices. Eur. Pat. Appl. No. EP 12191632.4 / приоритет от 07.11.2012.

Тезисы докладов:

1. Аккуратов А.В., Мухачева О.А., Сусарова Д.К., Трошин П.А., Разумов В.Ф., Синтез новых сопряженных полимеров для органических солнечных батарей. / Всероссийская конференция "Фотоника органических и гибридных наноструктур". Черноголовка, 5—9 сентября 2011 г.

2. A.V. Akkuratov, О. A. Mukhacheva, D. К. Susarova, P. A. Troshin, V. F. Razumov, Design of low bandgap conjugated polymers for photovoltaic applications / EMRS Spring Meeting and Bilateral (EMRS+MRS) Energy Conference. Nice, France, May 9-14, 2011, Symposium S, P.S4

3. Novikov D. V., Akkuratov A. V., Mumyatov A. V., Susarova D. K., Muhacheva O. A.,

Levchenkova E. D., Troshin P. A. A precise method for estimation of the open circuit voltage of bulk

15

heterojunction solar cells / ICONO/LAT-2013 (International Conference on Coherent and Nonlinear Optics/ International Conference on Lasers, Applications, and Technologies). Moscow, June 18-22, 2013, P. 70.

4. A.V. Akkuratov, D. K. Susarova, D. V. Novikov, E. A. Khakina, O. A. Mukhacheva, P. A. Troshin. Rational design of conjugated polymers for bulk heteroj unction organic solar cells / ICONO/LAT-2013 (International Conference on Coherent and Nonlinear Optics/ International Conference on Lasers, Applications, and Technologies). Moscow, June 18-22,2013, P.70

5. Аккуратов A.B., Квашнина E. А., Сусарова Д.К., Новиков Д. В., Трошин П.А. Низкомолекулярные материалы на основе бензотиадиазола и тиофена для устройств органической электроники / Олигомеры 2013: XI Международная конференция по химии и физикохимии олигомеров. Ярославль, 9-14 сентября 2013 г. Сборник трудов, т. II, с. 139

6. Трошин П.А., Мухачева О. А., Сусарова Д. К., Горячев А. Е., Аккуратов А. В., Хакина Е. A., Egbe D. А. М. Новые подходы к дизайну фотоактивных материалов для органических солнечных батарей / Олигомеры 2013: XI Международная конференция по химии и. физикохимии олигомеров. Ярославль, 9-14 сентября 2013 г. Сборник трудов, т. II, с. 155

7. А. V. Akkuratov, А. Е. Goryachev, I. V. Klimovich, А. V. Mumyatov, I. Е. Kuznetsov, D. К. . Susarova, О. A. Mukhacheva, Pavel A. Troshin. Some new approaches to the design of electron donor; , „

■I ■ . ■ •

and electron acceptor materials for efficient organic solar cells / International Fall School on Organic Electronics. Moscow region, September 21-26,2014, P. 19

8. D.V. Novikov, A.V. Akkuratov, A.V. Mumyatov, D.K. Susarova, O.A. Muhacheva, E.D. Levchenkova, P.A. Troshin . An accurate technique for estimating the open circuit voltage of organic bulk heteroj unction solar cells / E-MRS 2014 Spring Meeting. Lille, France, 26-29 May 2014, P.AA-20

9. D. K. Susarova, A.V. Akkuratov, D. V. Novikov, P. A. Troshin. Efficient organic solar cells based on novel statistical copolymers comprising carbazole, fluorene, thiophene and benzothiadiazole units / E-MRS 2014 Spring Meeting. Lille, France, 26-29 May 2014, P. AA- 21

10. P. A. Troshin, A. V. Akkuratov, D. K. Susarova, D. V. Novikov, L. A. Frolova. Low band gap conjugated polymers comprising TBTBT unit: novel electron donor materials for efficient organic solar cells / E-MRS 2014 Spring Meeting. Lille, France, 26-29 May 2014, P.AA-13

11. P. A. Troshin, A. V. Akkuratov, D. K. Susarova, D. V. Novikov, L. A. Frolova, V. F. Razumov. TBTBT unit as a building block for designing novel low band gap conjugated polymers for

efficient organic solar cells / XII International Conference on Nanostructured Materials (NANO 2014), Moscow, 13-18 July 2014, P.70

12. P.A. Troshin, A.V. Akkuratov, D.K. Susarova, D.V. Novikov, L.A. Frolova. Design of a new family of low band gap conjugated polymers for efficient organic solar cells / Technologies for Polymer Electronics 2014, Ilmenau, Germany, 20-24 May 2014. P.96

1.10. Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 171 странице, включает введение, литературный обзор, раздел обсуждения результатов, экспериментальную часть, выводы и список использованной литературы (187 библиографических записи). Текст содержит 71 рисунок, 26 таблиц и 52 схемы.

2. Обзор литературы

2.1. Структура солнечных батарей с объемным гетеропереходом

Концепция объемного гетероперехода открыта и запатентована в 1992 году А. Хигером и С. Саричифчи [19]. Позднее было обнаружено фотоиндуцированное разделение зарядов между производными фуллерена Сбо и сопряженными полимерами, благодаря чему была создана первая солнечная батарея с объемным гетеропереходом [20,]. Согласно концепции объемного гетероперехода, смесь полупроводниковых материалов р- и п-типа формирует трехмерные взаимопроникающие наноразмерные сети из доменов с дырочной и электронной проводимостью, в которых эффективно осуществляется генерация и транспорт носителей зарядов к электродам. Существенным преимуществом солнечных батарей с объемным гетеропереходом является значительное увеличение площади границы раздела между материалами р- и п-типов. Как правило, размер кластеров одной фазы должен быть сопоставим с длиной свободного пробега экситона (5-20 нм). Такая морфология позволяет экситонам, образующимся в доменах фотоактивных материалов, достигать границы раздела фаз и вносить вклад в генерацию свободных носителей зарядов. Таким образом, внутренняя квантовая эффективность устройств с объемным гетеропереходом может достигать 100% [21].

Рисунок 4. Оптимальная структура органической солнечной батареи с объемным

гетеропереходом.

Оптимальная структура органической солнечной батареи показана на рисунке 4. Активный слой этого устройства состоит из взаимопроникающих фаз электронодонорного (желтые пластины) и электроноакцепторного (серые сферы) материалов, способных эффективно осуществлять перенос дырок и электронов к соответствующим электродам. Чтобы избежать рекомбинации зарядов на электродах используют буферные слои, которые помещают на границе раздела между электродами и фотоактивным слоем. В качестве буферных могут

выступать слои чистых материалов р-типа (у положительного электрода) и n-типа (у отрицательного электрода). Использование буферных слоев позволяет осуществлять селективную доставку носителей зарядов к соответствующим электродам и минимизировать их рекомбинацию.

2.2. Принципы работы органических солнечных батарей с объемным

гетеропереходом

Любая органическая солнечная батарея с объемным гетеропереходом содержит в активном слое смесь полупроводниковых материалов р- и n-типа, в которой поглощаются фотоны и образуются свободные носители зарядов. Органические полупроводниковые материалы р-типа выступают в роли электронодонорных компонентов, а материалы n-типа — в роли электроноакцепторных. Фотоиндуцированное разделение зарядов с участием донора и акцептора - фундаментальный принцип функционирования всех известных органических фотовольтаических устройств, а также природных фотосинтетических систем.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Аккуратов, Александр Витальевич, 2015 год

6. Список литературы

1. Zhao, J. Novel 19.8% efficient 'honeycomb' textured multicrystalline and 24.4% monocrystalline silicon solar cells / J. Zhao, A. Wang, M. Green, F.Ferrazza // Appl. Phys. Lett. - 1998. - V.73 - P.1991—1993.

2. Shaheen, S. E. Organic-Based Photovoltaics. Toward Low-Cost Power Generation / S.E. Shaheen, D. S. Ginley, G. E. Jabbour // Mrs. Bull. - 2005. - V.30. - P. 10-20

3. Green, M. A. Solar cell efficiency tables (version 35) / M.A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta//Prog. Photovolt: Res. Appl.-2010.-V.18.-P.144-150

4. URL: www.greenunivers.com/wp-content/uploads/2010/05/Global_Market_Outlook_for_ Photovoltaics_until_20141 .pdf

5. Tao, C. S. Natural resource limitations to terawatt-scale solar cells / C.S. Tao, J. Jiang, M. Tao // Solar Energy Materials & Solar Cells. - 2011. - V.95. - P.3176-3180

6. URL: Http://Www.Greentechmedia.Com/Articles/Read/Amorphous-Silicon-Solar-Losing-The-Shakeout

7. Green, M. A. Solar cell efficiency tables (version 36) / M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta//Prog. Photovolt: Res. Appl.-2010.-V.18.-P.346-352.

8. Green, M. A. Solar cell efficiency tables (version 44) / M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, E. D. Dunlop // Prog. Photovolt: Res. - Appl. 2014. - V.22. - P.701-710

9. URL: Http://www.Novaled.Com/01ed competence/Opv.Html, Accessed 22/10/2011

10. Chen, H.-Y. Polymer solar cells with enhanced open-circuit voltage and efficiency / H.-Y. Chen, J. Hou, S. Zhang, Y. Liang, G. Yang, Y. Yang, L. Yu, Y. Wu, G. Li // Nat. Photonics. -2009. - V.3. - P.649-653

11. He, Z. Enhanced power-conversion efficiency in polymer solar cells using an inverted device structure / Z. He, C. Zhong, S. Su, M. Xu, H. Wu, Yong Cao // Nat. Photonics - 2012.- V.6.-P.591-595

12. Nguyen, T. L. Semi-crystalline photovoltaic polymers with efficiency exceeding 9% in a ~ 300 nm thick conventional single-cell device / T. L. Nguyen, H. Choi, S.-J. Ко, M. A. Uddin, B.

Walker, S. Yum, J.-E. Jeong, M. H. Yun, T. J. Shin, S. Hwang, J. Y. Kim and H. Y. Woo // Energy Environ. Sci.-2014.-V.7.-P. 3040-3051

13. Soon, Y. W. Correlating triplet yield, singlet oxygen generation and photochemical stability in polymer/fullerene blend film / Y. W. Soon, H. Cho, J. Low, H. Bronstein, I. McCulloch, J. R. Durrant // Chem. Commun. - 2013. - V. 49. - P. 1291-1293

14. Arbab, E. A. A. Environmental stability of PTB7:PCBM bulk heterojunction solar cell / E. A. A. Arbab, B. Taleatu, G. T. Mola // J. Mod. Opt. - 2014.- P. 1749-1753

15. Peters, C. H. High Efficiency Polymer Solar Cells with Long Operating Lifetimes / C. H. Peters, I. T. Sachs-Quintana, J. P. Kastrop, S. Beaupre', M. Leclerc, Michael D. McGehee // Adv. Energy Mater.- 2011. - V. 1. - P.491-494

16. Nelson, J. Diffusion-limited recombination in polymer-fullerene blends and its influence on photocurrent collection / J. Nelson // Phys. Rev. B. - 2003. - V. 67. - P. 155209

17. Scharber, M. C. Design Rules for Donors in Bulk-Heterojunction Solar Cells Towards 10% Energy-Conversion Efficiency / M. C. Scharber, M. C. D. Muhlbacher, M. Koppe, P. Denk, C. Waldauf, A. J. Heeger, C. J. Brabec // Adv. Mater. - 2006. - V. 18 - P.789-794

18. Kotlarski, J. D. Ultimate performance of polymer: Fullerene bulk heteroj unction tandem solar cells / J. D. Kotlarski, P. W. M. Blom // Appl. Physics Letters. - 2011.- V.98. - P.053301

19. Sariciftci, N. S. Conjugated polymer - acceptor heterojunctions; diodes, photodiodes, and photovoltaic cells, US5454880, US Patent, 1994, (Pub. Date: Juli 1994) / N. S. Sariciftci, A. J. Heeger. - 1994

20. Sariciftci, N. S. Photoinduced Electron Transfer from a Conducting Polymer to Buckminsterfullerene / N. S. Sariciftci, L. Smilowitz, A. J. Heeger, F. Wudl // Science. - 1992. -V.258.-P. 1474-1476.

21. Park, S.H. Bulk heterojunction solar cells with internal quantum efficiency approaching 100% / S.H. Park, A. Roy, S. Beaupre, S. Cho, N. Coates, J. S. Moon, D. Moses, M. Leclerc, K. Lee, A. J. Heeger // Nature Photonics. - 2009. - V.3. - P.297-303

22. Peet, J. "Plastic" Solar Cells: Self-Assembly of Bulk Heterojunction Nanomaterials by Spontaneous Phase Separation / J. Peet, A. J. Heeger, G. C. Bazan // Acc. Chem. Res. - 2009. -V. 42. - P.1700-1708

23. Theander, M. Photoluminescence quenching at a polythiophene/C6() heterojunction / M. Theander, A. Yartsev, D. Zigmantas, V. Sundstrom, W. Mammo, M. R. Andersson, O. Inganas // Phys. Rev. B. - 2000. - V. 61. - P. 12957-12963.

24. Markov, D. E. Simultaneous enhancement of charge transport and exciton diffusion in poly(p-phenylene vinylene) derivatives / D.E. Markov, C. Tanase, P. W. M. Blom, J. Wildeman // Phys. Rev. B. - 2005. -V. 72. - P.045217

25. Markov, D. E. Accurate Measurement of the Exciton Diffusion Length in a Conjugated Polymer Using a Heterostructure with a Side-Chain Cross-Linked Fullerene Layer / D.E. Markov, E. Amsterdam, P. W. M. Blom, A. B. Sieval, J. C. Hummelen // J. Phys. Chem. A. -2005. - V. 109. - P.5266-5274

26. Mihailetchi, V. D. Photocurrent Generation in Polymer-Fullerene Bulk Heterojunctions / V.D. Mihailetchi, L.J.A. Koster, J.C. Hummelen, P.W.M. Blom // Phys. Rev. Lett. - 2004. -V.93.-P. 216601

27. Morteani, A.C. Exciton Regeneration at Polymeric Semiconductor Heterojunctions / A.C. Morteani, P. Sreearunothai, L.M. Herz, R.T. Phillips, R.H. Friend, C. Silva // Phys. Rev. Lett. -2004. - V.92. -P.247240

28. Koster, L.A.J. Device model for the operation of polymer/fullerene bulk heteroj unction solar cells / L.A.J. Koster, E.C.P. Smiths, V.D. Mihailetchi, P.W.M. Blom // Phys. Rev. B. - 2005. -V.72.-P. 085205

29. Piliego, C. Charge transfer state in highly efficient polymer-fullerene bulk heteroj unction solar cells / C. Piliego, M. A. Loi // J. Mater. Chem. - 2012. - V 22. - P.4141^150

30. Blom, P. W. M. Device Physics of Polymer:Fullerene Bulk Heteroj unction Solar Cells / P. W. M. Blom, V. D. Mihailetchi, L. J. A. Koster, D. E. Markov // Adv. Mater. - 2007. - V.19. -P.l 551—1566

31. Nelson, J. / Nelson J. // The Physics of Solar Cells, Imperial College Press. - 2003

32. Tao, C. Role of tungsten oxide in inverted polymer solar cells / C. Tao, S. Ruan, G. Xie, X. Kong, L. Shen, F. Meng, C. Liu, X. Zhang, W. Dong, W. Chen // Appl. Phys. Lett. - 2009. -V.94. -P.43311

33. Liao, H.-H. Highly efficient inverted polymer solar cell by low temperature annealing of Cs2C03 interlayer / H.-H. Liao, L.-M. Chen, Z. Xu, G. Li, Y. Yang // Appl. Phys. Lett. - 2008. -V.92.-P. 173303

34. Zhao, D. W. An inverted organic solar cell with an ultrathin Ca electron-transporting layer and M0O3 hole-transporting layer / D.W. Zhao, W. P. Liu, X. W. Sun, S. T. Tan, L. Ke, A. K. K. Kyaw // Appl. Phys. Lett. - 2009. - V.95. - P. 15330

35. Kim, J. Y. New Architecture for High-Efficiency Polymer Photovoltaic Cells Using Solution-Based Titanium Oxide as an Optical Spacer / J. Y. Kim, S. H. Kim, H. H. Lee, K. H. Lee, W. L. Ma, X. Gong, A. J. Heeger // Adv. Mater. - 2006. - V.18. - P.572-576

36. Hau, S. High performance ambient processed inverted polymer solar cells through interfacial modification with a fullerene self-assembled monolayer / S. Hau, K. H.-L.Yip, N. S. Baek, J. Zou, K. O'malley, A. K.-Y. Jen // Appl. Phys. Lett. - 2008. - V.92. - P.253301

37. Mor, G. High efficiency double heterojunction polymer photovoltaic cells using highly ordered Ti02 nanotube arrays / G. Mor, K. K. Shankar, M. Paulose, O. K. Varghese, C. A. Grimes//Appl. Phys. Lett. - 2007. - V.91. - P. 152111

38. Wei, Q. Self-Organized Buffer Layers in Organic Solar Cells / Q. Wei, T. Nishizawa, K. Tajima, K. Hashimoto // Adv. Mater. - 2008. - V.20. - P.2211-2216

39. Hsieh, C.-H. Highly Efficient and Stable Inverted Polymer Solar Cells Integrated with a Cross-Linked Fullerene Material as an Interlayer / C.-II. Hsieh, Y.-J. Cheng, P.-J. Li, C.-H. Chen, M. Dubosc, R.-M. Liang, C.-S. Hsu // J. Am. Chem. Soc. - 2010. - V.32. - P.4887-4893

40. Zhou, H. Rational design of high performance conjugated polymers for organic solar cells / II. Zjou, L. Yang, W. You // Macromolecules. - 2012. - V.45. - P.607-632.

41. Duan, C. Recent development of push-pull conjugated polymers for bulk-heterojunction photovoltaics: Rational design and fine tailoring of molecular structures / C.Duan, F. Huang, Y. Cao // J. Mater. Chem. - 2012. - V.22. - P. 10416-10434

42. Zhang, Z.G. Structures and properties of conjugated donor-acceptor copolymers for solar cell applications / Z.G. Zhang, J. Wang // J. Mater. Chem. - 2012. - V.22. - P.4178-4187

43. Brabec, C. Origin of the Open Circuit Voltage of Plastic Solar Cells / C. Brabec, J. A. Cravino, D. Meissner, N. S. Sariciftci, T. Fromherz, M. T. Rispens, L. Sanchez, J. C. Hummelen // Adv. Funct. Mater. - 2001. - V.l 1. - P.374-380.

44. Kooistra, F. B. Increasing the Open Circuit Voltage of Bulk-Heterojunction Solar Cells by Raising the LUMO Level of the Acceptor / F. B. Kooistra, J. Knol, F. Kastenberg, L. M. Popescu, W. J. H. Verhees, J. M. Kroon, J. C. Hummelen // Org. Lett. - 2007. - V.9. - P.551-554.

45. Vandewal, K. The relation between open-circuit voltage and the onset of photocurrent generation by charge-transfer absorption in polymer : Fullerene bulk heterojunction solar cells / K. Vandewal, A. Gadisa, W. D. Oosterbaan, S. Bertho, F. Banishoeib, I. Van Severen, L. Lutsen, T. J. Cleij, D. Vanderzande, J. V. Manca. // Adv. Funct. Mater. - 2008. - V.l8. - P. 2064-2070

46. Cardona, C. M. Electrochemical considerations for determining absolute frontier orbital energy levels of conjugated polymers for solar cell applications / C. M. Cardona, W. Li, A. E. Kaifer, D. Stockdale, G. C. Bazan // Adv.Mater. - 2011. - V.23. - P.2367-2371

47. Matsuo, Y. Design Concept for High-LUMO-level Fullerene Electron-acceptors for Organic Solar Cells / Y. Matsuo // Chem. Lett. -2012. - V.41. - P.754-759

48. Lenes, M. Fullerene Bisadducts for Enhanced Open-Circuit Voltages and Efficiencies in Polymer Solar Cells / M. Lenes, G.-J.A. H. Wetzelaer, F. B. Kooistra, S. C. Veenstra, J. C. Hummelen, P. W. M. Blom // Adv. Mater. - 2008. - V.20 - P.2116-2119

49. He, Y. Indene-C60 Bisadduct: A New Acceptor for High-Performance Polymer Solar Cells / Y.He, H.-Yu Chen, J. Hou, Y. Li // J. Am. Chem. Soc. - 2010. - V.l32 - P. 1377-1382.

50. Kitazawa, D. Quinoxaline-based conjugated donor polymer for highly efficient organic thin-film solar cells / D. Kitazawa, N. Watanabe, S. Yamamoto, J. Tsukamoto // Appl. Phys. Lett. -2009. - V.95. - P.053701

51. Wang, E. G. High-performance polymer heterojunction solar cells of a polysilafluorene derivative / E. G. Wang, L. Wang, L. F. Lan, C. Luo, W. L. Zhuang, J. B. Pengand Y. Cao // Appl. Phys. Lett. - 2008. - V.92. - P.033307

52. Huo, L. A polybenzo[l,2-b:4,5-b']dithiophene derivative with deep HOMO level and its application in high-performance polymer solar cells / L. Huo, J. Hou, S. Zhang, H.-Y. Chen, Y. Yang // Angew. Chem., Int. Ed. - 2010. - V.49. - P. 1500-1503

53. Zhou, H. Development of Fluorinated Benzothiadiazole as a Structural Unit for a Polymer Solar Cell of 7 % Efficiency / H. Zhou, L. Yang, A. C. Stuart, S. C. Price, S. Liu, W. You // Angew. Chem. - 2011. - V.123. - P.3051-3054.

54. Najari, A. Synthesis and characterization of new thieno[3,4-c] pyrrole-4,6-dione derivatives for photovoltaic applications / A. Najari, S. Beaupre, P. Berrouard, Y.Zou, J.-R. Pouliot, C. Lepage-Perusse, M. Leclerc // Adv. Funct. Mater. - 2011. - V.21. - P.718-728

55. Tress, W. Influence of hole-transport layers and donor materials on open-circuit voltage and shape of I-V curves of organic solar cells / W. Tress, K. Leo, M. Riede // Adv. Funct. Mater. — 2011.-V.21.-P.2140-2149

56. Mihailetchi, V. D. Space-Charge Limited Photocurrent / V. D. Mihailetchi, J. Wildeman, P. W. M. Blom // Phys. Rev. Lett. - 2005. - V.94. - P. 126602

57. Tress, W. Influence of hole-transport layers and donor materials on open-circuit voltage and shape of I-V curves of organic solar cells / W. Tress, K. Leo, M. Riede // Appl. Phys. Lett. -2011. - V.98. — P.063301

58. Chen, J. Development of novel conjugated donor polymers for high-efficiency bulk-heterojunction photovoltaic devices / J. Chen, Y. Cao // Acc.Chem.Res. - 2009. - V.42-P. 1709-1718

59. Pandey, S. S. Regioregularity vs Regiorandomness: Effect on Photocarrier Transport in Poly(3-hexylthiophene) / S. S. Pandey, W. Takashima, S. Nagamatsu, T. Endo, M. Rikukawa, K. Kaneto // J. Appl. Phys. - 2000.- V.39. - P.L94-L97.

60. Zhou, H. Donor-acceptor polymers incorporating alkylated dithienylbenzothiadiazole for bulk heterojunction solar cells: pronounced effect of positioning alkyl chains / H. Zhou, L. Yang, S. Xiao, S. Liu, W. You // Macromolecules. - 2010. - V.43. - P.811-820

61. Wang, E. Donor polymers containing benzothiadiazole and four thiophene rings in their repeating units with improved photovoltaic performance / E. Wang, M. Wang, L. Wang, C.

Duan,, J. Zhang, W. Cai, C. He, H. Wu, Y. Cao // Macromolecules. - 2009. -V. 42. -P.4410-4415.

62. Szarko, J. M. When function follows form: Effects of donor copolymer side chains on film morphology and BHJ solar cell performance / J. M. Szarko, J. Guo, Y. Liang, B. Lee, B. S. Rolczynski, J. Strzalka, T. Xu, S. Loser, T. J. Marks, L. Yu, L. Chen // Adv. Mater. - 2010. -V.22. - P.5468-5472.

63. Scharber, M. C. Influence of the bridging atom on the performance of a low-bandgap bulk heterojunction solar cell / M. C. Scharber, M. Koppe, J. Gao, F. Cordella, M. A. Loi, P. Denk, M. Morana, H.-J. Egelhaaf, K. Forberich, G. Dennler, R. Gaudiana, D. Waller, Z. Zhu, X. Shi, C. J. Brabec // Adv. Mater. - 2010. - V.22. - P.367-370

64. Brabec, C. Organic photovoltaics: Materials, device physics, and manufacturing technologies / C. Brabec, U. Scherf, V. Dyakonov // Eds. Wiley-VCH Verlag GmbH&Co, KGaA. -Weinheim - 2008.

65. Hoppe, H. Inverse relation between photocurrent and absorption layer thickness in polymer solar cells / H. Hoppe, S. Shokhovets, G.Gobsch // Phys. Stat. Sol. - 2007. - V.l - P.R40-R42

66. Hoppe, H. Polymer Solar Cells / H. Hoppe, N. S. Sariciftci in Photoresponsive Polymers I // S. R. Marder, K.-S. Lee Ed., Publ., Springer Berlin-Heidelberg. - 2008

67. Troshin, P. A. [70]Fullerene-Based Materials for Organic Solar Cells / P. A. Troshin, H. Hoppe, A. S. Peregudov, M. Egginger, S. Shokhovets, G. Gobsch, N. S. Sariciftci, V.F. Razumov // Chemsuschem. - 2011. - V.4 - P. 119-124

68. Ameri, T. Organic tandem solar cells: A review / T. Ameri, G. Dennler, C. Lungenschmied, C. J. Brabec // Energy Environ. Sei. - 2009. - V.2. - P.347-363.

69. Amb, C. M. Dithienogermole As a Fused Electron Donor in Bulk Heterojunction Solar Cells / C. M. Amb, S. Chen, K. R. Graham, J. Subbiah, C. E. Small, F. So, J. R. Reynolds // J. Am. Chem. Soc. - 2011. - V. 133. - P. 10062-10065

70. Chu, T.-Y. Bulk Heterojunction Solar Cells Using Thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione and Dithieno[3,2-b:2',3'-d]silole Copolymer with a Power Conversion Efficiency of 7.3% / T.-Y. Chu, J. Lu, S. Beaupre, Y. Zhang, J.-R. Pouliot, S. Wakim, J. Zhou, M. Leclerc, Z. Li, J. Ding, Y. Tao // J. Am. Chem. Soc. - 2011. - V.l33. - P.4250-4253

71. Piliego, C. Synthetic Control of Structural Order in N-Alkylthieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione-Based Polymers for Efficient Solar Cells / C. Piliego, T. W. Holcombe, J. D. Douglas, C. H. Woo, P. M. Beaujuge, J. M. J. Freshet // J. Am. Chem. Soc. - 2010. - V.132. - P.7595-7597

72. Blouin, N. A Low-Bandgap Poly(2,7-Carbazole) Derivative for Use in High-Performance Solar Cells /N. Blouin, A. Michaud, M. Leclerc // Adv. Mater. - 2007. - V.19. - P.2295-2300.

73. Chu, T.-Y. Morphology control in polycarbazole based bulk heterojunction solar cells and its impact on device performance / T.-Y. Chu, S. Alem, S.-W. Tsang, S.-C. Tse, S. Wakim, J. Lu, G. Dennler, D. Waller, R. Gaudiana, Y.Tao // App. Phys. Lett. - 2011. - V.98. - P.253301

74. Price, S. C. Fluorine substituted conjugated polymer of medium band gap yields 7% efficiency in polymer-fullerene solar cells / S. C. Price, A. C. Stuart, L. Q. Yang, H. X. Zhou, W. You // J. Am. Chem. Soc. - 2011. - V. 133. - P.4625-4631

75. Li, Z. Alternating Copolymers of Cyclopenta[2,l-b;3,4-b']dithiophene and Thieno[3,4-c]pyrrole-4,6-dione for High-Performance Polymer Solar Cells / Z. Li, S. W. Tsang, X. M. Du, L. Scoles, G. Robertson, Y. G. Zhang, F. Toll, Y. Tao, J. P. Lu, J. F. Ding // Adv. Funct. Mater. - 2011. - V.21. - P.3331-3336.

76. Wang, M. Donor-Acceptor Conjugated Polymer Based on Naphtho[l,2-c:5,6-c]bis[l,2,5]thiadiazole for High-Performance Polymer Solar Cells / M. Wang, X. W. Hu, P. Liu, W. Li, X. Gong, F. Huang, Y.Cao // J. Am. Chem. Soc. - 2011. - V. 133. - P.9638-9641

77. He, Z. Largely Enhanced Efficiency with a PFN/A1 Bilayer Cathode in High Efficiency Bulk Heteroj unction Photovoltaic Cells with a Low Bandgap Polycarbazole Donor / Z. He, C. Zhang, X. Xu, L. Zhang, L. Huang, J. Chen, H. Wu, Y. Cao // Adv. Mater. - 2011. - V.23. - P.3086-3089

78. Liang, Y. For the bright future - bulk heterojunction polymer solar cells with power conversion efficiency of 7.4% / Y. Liang, Z. Xu, J. Xia, S.-T. Tsai, Y. Wu, G. Li, C. Ray, L. Yu //Adv. Mater.-2010.-V. 22.-P.E135-E138

79. Hou, J. Synthesis Of A Low Band Gap Polymer and Its Application In Highly Efficient polymer Solar Cells / J. Hou, H.-Y. Chen, S. Zhang, R. I. Chen, Y. Yang, Y. Wu, G. Li // J. Am. Chem. Soc. - 2009. - V. 131. - P. 15586-15587

80. Blouin, N. Toward a rational design of poly(2,7-carbazole) derivatives for solar cells / N. Blouin, A. Michaud, D. Gendron, S. Wakim, E. Blair, R. Neagu-Plesu, M. Bellete, G. Durocher, Y. Tao, M. Leclerc // J. Am. Chem. Soc. -2008. - V.130. - P.732-742

81. Dierschke, F. Efficient Synthesis of 2,7-Dibromocarbazoles as Components for Electroactive Materials / F. Dierschke, A. C. Grimsdale, K. Müllen // Synthesis. - 2003. - V.16. - P.2470-2472

82. Brzeziriski, J. Z. A new improved and convenient synthesis of 4//-Cyclopenta[2,l-b:3,4-b']-dithiophen-4-one / J. Z. Brzezinski, J. R. Reynolds // Synthesis. - 2002. - V.8. - P.1053-1056

83. Xiao, S. Conjugated polymers of fused bithiophenes with enhanced 7t-electron derealization for photovoltaic applications / S. Xiao, H. Zhou, W. You // Macromolecules. - 2008. - V.41. -P.5688-5696

84. Leclerc, M. Design and synthesis of conjugated polymers / M. Leclerc J. F. Morin // Wiley-VCH Verlag GmblJ & Co. KGaA. - 2010

85. Kowalski, S. Direct arylation polycondensation as simplified alternative for the synthesis of conjugated (co)polymers / S. Kowalski, S. Allard, K. Zilberberg, T. Riedl, U. Scherf // Prog: Polym. Sei. -2013. -V.38.-P.1805-1814

86. Bao, Z. Exploration of the Stille Coupling Reaction for the Synthesis of Functional Polymers / Z. Bao, W. K. Chan, L. Yu // J. Am. Chem. Soc. - 1995. - V.l 17. - P. 12426-12435

87. Muhlbacher, D. High Photovoltaic Performance of a Low-Bandgap Polymer / D. Muhlbacher, M. Scharber, M. Morana, Z. Zhu, D. Waller, R. Gaudiana, C. Brabec // Adv. Mater. - 2006. - V. 18. - P.2884-2889

88. Coffin, R. C. Streamlined microwave-assisted preparation of narrow-bandgap conjugated polymers for high performance bulk heterojunction solar cells / R. C. Coffin, J. Peet, J. Rogers, G. C. Bazan // Nat. Chem. - 2009. - V.l - P.657-661

89. Wang, E. An easily synthesized blue polymer for high-performance polymer solar cells / E. Wang, L. Hou, Z. Wang, S. Hellström, F. Zhang, O. Inganäs, M. R. Andersson // Adv. Mater. -2010. - V.22. - P.5240-5244

90. Liang, Y. Development of new semiconducting polymers for high performance solar cells / Y. Liang, Y. Wu, D. Feng, S.-T. Tsai, H.-J. Son, G. Li, L. Yu // J. Am. Chem. Soc. - 2009. -V.131. -P.56-57

91. Liang, Y. Highly efficient solar cell polymers developed via fine-tuning of structural and electronic properties / Y. Liang, D. Feng, Y. Wu, S.-T. Tsai, G. Li, C. Ray, L. Yu // J. Am. Chem. Soc. - 2009. -V.131.- P.7792-7799

92. He, Z. Simultaneous enhancement of open-circuit voltage, short-circuit current density, and fill factor in polymer solar cells / Z. He, C. Zhong, X. Huang, W.-Y. Wong, H. Wu, L. Chen, S. Su, Y. Cao // Adv. Mater. - 2011. - V.23. - P.4636-4643

93. Suzuki, A. "Cross coupling reactions of organoboron compounds with organic halides" / A. Suzuki F. Diederich, P. J. Stang // In metal-catalized cross-coupling reactions, Wiley VCH, Weinheim-New York-Chichester-Brisbane-Singapore-Toronto. — 49-89. - 1998

94. Zhang, M. Field-effect transistors based on a benzothiadiazole-cyclopentadithiophene copolymer / M. Zhang, H. Tsao, W. Pisula, C. Yang, A. K. Mishra, K. Mullen // J. Am. Chem. Soc. - 2007. - V. 129. - P.3472-3473

95. Zhu, Y. Highly luminescent l,4-diketo-3,6-diphenyIpyrrolo[3,4-c]pyrrole- (DPP-)(based conjugated polymers prepared upon Suzuki coupling /Y. Zhu, A. R. Rabindranath, T. Beyerlein,

B. Tieke // Macromolecules. - 2007. - V.40. - P.6981-6989

96. Svensson, M. High-performance polymer solar cells of an alternating polyfluorene copolymer and a fullerene derivative / M. Svensson, F. Zhang, S. Veenstra, W. J. H. Verhees, J.

C. Hummelen, J. M. Kroon, O. Inganas, M. R. Andersson // Adv. Mater. - 2003. - V.15. -P.988-991

97. Zhang, F. Influence of solvent mixing on the morphology and performance of solar cells based on polyfluorene copolymer/fullerene blends / F. Zhang, K. G. Jespersen, C. Bjorstrom, M. Svensson, M. R. Andersson, V. Sundstrom, K. Magnusson, E. Moons, A.Yartsev, O. Inganas // Adv. Funct. Mater. - 2006. - V. 16. - P.667-674

98. Troshin, P. A. A simple approach to control the quality of conjugated polymers designed for photovoltaic applications / P. A. Troshin, D. K. Susarova, Y. L. Moskvin, I. E. Kuznetsov, S. A. Ponomarenko, E. N. Myshkovskaya, K. A. Zakharcheva, A. A. Balakai, S. D. Babenko, V. F.Razumov//Adv. Funct. Mater. -2010. -V.20. -P.4351-4357

160

99. Jang, J. A New Terthiophene-Thienopyrrolodione Copolymer-Based Bulk Heterojunction Solar Cell With High Open-Circuit Voltage / J. Jang, A. Pron, P. Berrouard, W. L. Leong, J. D. Yuen, J. S. Moon, M. Leclerc, A. J. Heeger // Adv. Energy Mater. - 2012. - V.2. - P. 1397-1403

100. Kowalski, S. Synthesis Of Poly(4,4-Dialkyl-Cyclopenta[2,l-b:3,4-b']Dithiophene-Alt-2,1,3-Benzothiadiazole) (PCPDTBT) in a Direct Arylation Scheme / S. Kowalski, S. Allard, U. Scherf// Acs. Macro. Lett. - 2012. - V.l. - P.465-468

101. Banerji, N. Breaking Down the Problem: Optical Transitions, Electronic Structure, and Photoconductivity in Conjugated Polymer PCDTBT and in Its Separate Building Blocks / N. Baneiji, E. Gagnon, P.-Y. Morgantini, S. Valouch, A. R. Mohebbi, J.Hwaseo, M. Leclerc, A. J. Heeger // J. Phys. Chem. C. - 2012. - V. 116. - P. 11456-11469

102. Sonar, P. Ambipolar polymeric semiconductor materials and organic electronic devices, WO 2011025454 A1 (Pub. date: Mar 3,2011) / P.Sonar, S. P. Singh, M. S. Soh, Y. Li. - 2011

103. Lee, J. Processing Additives For Improved Efficiency From Bulk IIeterojunction Solar Cells / J. Lee, K. W. L. Ma, C. J. Brabec, J. Yuen, J. S. Moon, J. Y. Kim, K. Lee, C. Bazan, A. J. Heeger // J. Am. Chem. Soc. - 2008. - V.l30. - P.3619-3623

104. Fei, Z. A Low Band Gap Co-Polymer Of Dithienogermole and 2,1,3-Benzothiadiazole By Suzuki Polycondensation and Its Application In Transistor and Photovoltaiccells / Z. Fei, J. Sookim, J. Smith, E. B. Domingo, T. D. Anthopoulos, B. Stingelin, S. E. Watkins, D.-S. Kim, M. Heeney // J. Mater. Chem. - 2011. - V.21. - P. 16257-16263

105. Price, S. C. Polycyclic Aromatics With Flanking Thiophenes: Tuning Energy Level and band Gap Of Conjugated Polymers For Bulk Heterojunction photovoltaics / S. C. Price, A. C. Stuart, W. You // Macromolecules. - 2010. - V.43. - P.797-804

106. Yue, W. Novel NIR-absorbing conjugated polymers for efficient polymer solar cells: effect of alkyl chain length on device performance / W. Yue, Y. Zhao, S. Y. Shao, H. K. Tian, Z. Y. Xie, Y. II. Geng, F. S. Wang // J. Mater. Chem. - 2009. - V.19. - P.2199-2206.

107. Chen, Y.-C. Low-Bandgap Conjugated Polymer For High Efficient Photovoltaic applications / Y.-C. Chen, C.-Y. Yu, Y.-L. Fan, L.-I. Hung, C.-P. Chen, C. Ting // Chem. Commun. - 2010. - V.46. - P. 6503-6505.

108. Schroeder, B. C. Silaindacenodithiophene-Based Low Band Gap Polymers -The Effect Of Fluorine Substitution On Device Performances and Film Morphologies / B. C. Schroeder, Z. Huang, R. S. Ashraf, J. Smith, P. D'angelo, S.E. Watkins, T. D. Anthopoulos, J. R. Durrant, I. Mcculloch // Adv. Funct. Mater. - 2012. - V.22. - P. 1663-1670

109. Cheng, Y.-J. Dithienocyclopentathieno[3,2-b]thiophenehexacyclicarene For Solution-Processed Organic Field-Effect Transistors and Photovoltaic Applications / Y.-J. Cheng, C.-H. Chen, T.-Y. Lin, C.-S. Hsu // Chem. Asian J. -2012. - V.7. - P.818 - 825

110. Chang, C.-Y. Combination Of Molecular, Morphological, and Interfacial Engineering To Achieve Highly Efficient and Stable Plastic Solar Cells / C.-Y. Chang, Y.-J. Cheng, S.-H. Hung, J.-S. Wu, W.-S. Kao, C.-H. Lee, C.-S. Hsu // Adv. Mater. - 2012. - V.24. - P.549-553

111. Wu, J.-S. Dithienocarbazole-Based Ladder-Type Heptacyclicarenes with Silicon, Carbon, and Nitrogenbridges: Synthesis, Molecular Properties, Field-Effect Transistors, and photovoltaic Applications / J.-S. Wu, Y.-J. Cheng, T.-Y. Lin, C.-Y. Chang, P.-I. Shih, C.-S. Hsu // Adv. Funct. Mater. - 2012. - V.22. - P. 1711-1722

112. Cheng, Y.-J. Carbazole-Based Ladder-Type Heptacylicarene with Aliphatic Side Chains Leading To Enhanced Efficiency Of Organic Photovoltaics / Y.-J. Cheng, J.-S. Wu, P.-I. Shih, C.-Y. Chang, P.-C. Jwo, W.-S. Kao, C.-S. Hsu // Chem. Mater. - 2011. - V.23. - P.2361-2369

113. Donaghey, E. Pyrroloindacenodithiophene Containing Polymers For Organic field Effect Transistors and Organic Photovoltaics / E. Donaghey, R. S. Ashraf, Y. Kim, Z. G. Huang, C. B. Nielsen, W. Zhang, B. Schroeder, C. R. G. Grenier, C. T. Brown, P. D'angelo, J. Smith, S. Watkins, K. Song, T. D. Anthopoulos, J. R. Durrant, C. K. Williams, I. Mcculloch // J. Mater. Chem. - 2011. - V.21. - P. 18744-18752.

114. Tseng, C.-A. A Pentacyclic Nitrogen-Bridged Thienyl-Phenylene-Thienylarene For Donor-Acceptor Copolymers: Synthesis, Characterization, and Applications In Field-Effect Transistors and Polymer Solar Cells / C.-A. Tseng, J.-S. Wu, T.-Y. Lin, W.-S. Kao, C.-E.Wu, S.-L. Hsu, Y.-Y. Liao, C.-S. Hsu, H.-Y. Huang, Y.-Z. Hsieh, Y.-J. Cheng // Chem. Asian J. - 2012. - V.7. - P.2102 — 2110

115. Xiao, S. Q. Conjugated Polymers Based on Benzo[2,l-6:3,4-6']dithiophene with Low-Lying Highest Occupied Molecular Orbital Energy Levels for Organic Photovoltaics / S. Q.

Xiao, A. C. Stuart, S. B. Liu, W.You // Acs Appl. Mater. Interfaces. - 2009. - V.l. - P. 16131621

116. Xiao, S. Q. A Case Study Of quadrathienonaphthalene Polymers With 2% Efficiency / S. Q. Xiao, A. C. Stuart, S. B. Liu, H. X. Zhou, W. You // Adv.Funct. Mater. - 2010. - V.20. - P.635-643

117. Kim, J. S. A Comparison Between Dithienosilole and Dithienogermole Donor-Acceptortype Co-Polymers For Organic Bulk Heterojunction Photovoltaic Devices / J. S. Kim, Z. Fei, D. T. James, M. Heeney, J.-S. Kim // J. Mater. Chem. - 2012 - V.22. - P.9975-9982

118. Hou, J. Bandgap and molecular energy Level Control of conjugated Polymer Photovoltaic Materials Based On Benzo[l,2-b:4,5-b']dithiophene / J. Hou, M.-H. Park, S. Zhang, Y. Yao, L.-M. Chen, J.-H. Li, Y. Yang // Macromolecules. - 2008. - V.41. - P.6012-6018

119. Zhang, M. Synthesis and Photovoltaic Properties of D-A Copolymers Based on Alkyl-Substituted Indacenodithiophene Donor Unit / M. Zhang, X. Guo, X. Wang, H. Wang, Y. Li // Chem. Mater. - 2011. - V.23. - P.4264-4270

120. Slooff, L. H. Determining the internal quantum efficiency of highly efficient polymer solar cells through optical modeling / L. H. Slooff, S. C. Veenstra, J. M. Kroon, D. J. D. Moet, J. Sweelssen, M. M. Koetse // App. Phys. Lett. - 2007. - V.90 - P.143506

121. Qin, R. Planar copolymer for High Efficiency Polymer Solar Cells / R. Qin, W. Li, C. Li, C. Du, C. Veit, H.-F. Schleiemacher, M. Andersson, Z. Bo, Z. Liu, O. Inganas, U. Wuerfel, F. Zhang//J. Am. Chem. Soc.-2009.- V. 131 - P. 14612-14613

122. Sun, J. High Efficiency and High Voc inverted Polymer Solar Cells Based On A Low-Lying Homo Polycarbazole donor and A Hydrophilic polycarbazole interlayer On Ito Cathode / J. Sun, Y. Zhu, X. Xu, L. Lan, L. Zhang, P. Cai, J. Chen, J. Peng, Y.Cao // J. Phys. Chem. C. - 2012. -V.l 16. - P. 14188-14198

123. Yi, H. Carbazole and Thienylbenzo[l,2,5]thiadiazole Based Polymers With Improved Open Circuit Voltages and Processability For Application In Solar Cells / H. Yi, S. Al-Faifi, A. Iraqi, D. C. Watters, J. Kingsley, D. G. Lidzey // J. Mater. Chem. - 2011. - V.21. - P. 13649-13656

124. Allard, N. Germafluorenes: New Heterocycles For Plastic Electronics / N. Allard, R. D. B. Ai'ch, D. Gendron, P.-L.T. Boudreault, C. Tessier, S. Alem, S.-C. Tse, Y. Tao, M. Leclerc // Macromolecules. - 2010. - V.43. - P.2328-2333

125. Peng, Q. Novel benzo[l,2-b:4,5-b']Dithiophene-Benzothiadiazole Derivatives With Variable Side Chains For High-Performance Solar Cells / Q.Peng, X. J. Liu, D. Su, G. W. Fu, J. Xu, L. M. Dai // Adv. Mater. - 2011. - V.23. - P.4554-4558

126. Liu, B. New Alkylthienyl Substituted Benzo[l,2-b:4,5-b']Dithiophene-Based Polymers For High Performance Solar Cells / B. Liu, X. Chen, Y. He, Y. Li, X. Xu, L. Xiao, L. Li, Y. Zou // J. Mater. Chem. A. - 2013. - V.l. - P.570-577

127. Zhou, H. Enhanced Photovoltaic Performance of Low-Bandgap Polymers with Deep LUMO Levels / H. Zhou, L. Yang, S. C. Price, K. J. Knight, W. You // Angew. Chem:, Int. Ed. -2010. - V.49. - P.7992-7995

128. Chen, M.-IL Efficient Polymer Solar Cells with Thin Active Layers Based on Alternating Polyfluorene Copolymer/Fullerene Bulk Heterojunctions / M.-H. Chen, J. Hou, Z. Hong, G. Yang, S. Sista, L.-M. Chen, Y. Yang // Adv. Mater. - 2009. - V.21. - P.4238^1242

129. Moule, A. Two Novel Cyclopentadithiophene-Based Alternating Copolymers As Potential Donor Components For High-Efficiency Bulk-Heterojunction-Type Solar Cells / A. Moule, A. Tsami, T. W. Bunnagel, M. Forster, N. M. Kronenberg, M. Scharber, M. Koppe, M. Morana, C. J. Brabec, K. Meerholz, U. Scherf// J.Chem. Mater. - 2008. - V.20. - P.4045^1050

130. Huo, L. H.-Y. Low Band Gap Dithieno[3,2-b:2',3'-d]Silole-Containing Polymers, Synthesis, Characterization and Photovoltaic Application / L. Huo, J. Chen, T. Hou, L. Chen, Y. Yang // Chem. Commun. - 2009. - P.5570-5572

131. Zhou, E. Synthesis and Photovoltaic Properties Of A Novel low Band Gap Polymer Based On N-Substituted dithieno[3,2-b:2',3'-d]pyrrole / E. Zhou, M. Nakamura, T. Nishizawa, Y. Zhang, Q. Wei, K. Tajima, C.Yang, K. Hashimoto // Macromolecules. - 2008. - V.41. - P.8302-8305

132. Li, W. Tailoring side chains of low band gap polymers for high efficiency polymer solar cells / W. Li, R. Qin, Y. Zhou, M. Andersson, F. Li, C. Zhang, B. Li, Z. Liu, Z. Bo, F. Zhang // Polymer.-2010. - V.51.-P.3031-3038

133. Du, C. 9-Alkylidene-9//-Fluorene-Containing Polymer For High-Efficiency Polymer Solar Cells / C. Du, C. Li, W. Li, X. Chen, Z. Bo, C. Veit, Z. Ma, U. Wuerfel, H. Zhu, W. Hu, F. Zhang // Macromolecules. - 2011. - V.44. - P.7617-7624

134. Yu, C.-Y. Thiophene/Phenylene/Thiophene-Based Low-Bandgap Conjugated polymers For Efficient Near-Infrared Photovoltaic Applications / C.-Y. Yu, C.-P. Chen, S.-H. Chan, G.-W. Hwang, C. Ting // Chem. Mater. -2009. -V.21. - P.3262-3269

135. Ding, P. A High-Mobility Low-Bandgap Copolymer Forefficient Solar Cells / P. Ding, C.-C. Chu, B. Liu, B. Peng, Y. Zou, Y. He, K. Zhou, C.-S. Hsu // Macromol. Chem. Phys. - 2010. -V.211. -P.2555-2561

136. Li, Y. Controlling Blend Film Morphology By Varying Alkyl Side Chain in Highly Coplanar Donor-Acceptor Copolymers For Photovoltaic application / Y. Li, Y. Chen, X. Liu, Z. Wang, X. Yang, Y. Tu, X. Zhu // Macromolecules. - 2011. - V.44. - P.6370-6381

137. Liu, B. Benzo[l,2-b:4,5-b']Difuran-Based Donor-Acceptor Copolymers For Polymer Solar Cells / B. Liu, X. Chen, Y. Zou, L. Xiao, X. Xu, Y. He, L. Li, Y. Li // Macromolecules. - 2012. -V.45.-P. 6898-6905

138. Mataka, S. Sulfur Nitride in Organic Chemistry. Part 19. Selective Formation of Benzo- and Benzobis[l,2,5]thiadiazole Skeleton in the Reaction of Tetrasulfur Tetranitride with Naphthalenols and Related Compounds / S. Mataka, K. Takahashi, Y. Ikezaki, T. Hatta, A. Tori-i, M. Tashiro // Bull. Chem. Soc.Jap. - 1991. - V.64. - P.68-73

139. Li, H. Synthesis of Low Band Gap [l,2,5]-Thiadiazolo[3,4-g]quinoxaline and Pyrazino[2,3-g]quinoxaline Derivatives by Selective Reduction of Benzo[l,2-c;4,5-c']bis[l,2,5]thiadiazole / H. Li, T. L. Tarn, Y. M. Lam, S. G. Mhaisalkar, A. C. Grimsdale // Org. Lett. - 2011. - V. 13. -P.46-49

140. Osaka, I. Synthesis, Characterization, and Transistor and Solar Cell applications of A Naphthobisthiadiazole-Based semiconducting Polymer / I. Osaka, M. Shimawaki, H. Mori, I. Doi, E. Miyazaki, T. Koganezawa, K. Takimiya // J. Am. Chem. Soc. - 2012. - V.134 -P.3498-3507

141. Kim, J. Copolymers comprising 2,7-Carbazole and Bis-Benzothiadiazole Units For Bulk-Heterojunction Solar Cells / J. Kim, M. Yun, P. Anant, S. Cho, J. Jacob, J. Y. Kim, C. Yang // Chem. Eur. J.-2011.-V.17.-P.14681 - 14688

165

142. Bijleveld, J. C. Copolymers Of Cyclopentadithiophene and Electron-Deficient Aromatic Units Designed For Photovoltaic Applications / J. C. Bijleveld, M. Shahid, J. Gilot, M. M. Wienk, A. A. J. Janssen // Adv. Funct. Mater. - 2009. - V.19. - P.3262-3270

143. Tam, T. From Benzobisthiadiazole, Thiadiazoloquinoxaline To Pyrazinoquinoxaline Based Polymers: Effects Of Aromatic Substituents On The Performance Of Organic Photovoltaics / T. Tam, T. Salim, H. Li, F. Zhou, S. G. Mhaisalkar, H. Su, Y. M. Lam, A. C. Grimsdale // J. Mater. Chem. - 2012. - V.22. - P. 18528-18534

144. Qin, C. Tuning The Donor-Acceptor Strength Of Low-Bandgap Platinum-Acetylide Polymers For Near-Infrared Photovoltaic Applications / C. Qin, Y. Fu, C.-H. Chui, C.-W. Kan, Z. Xie, L. Wang, W.-Y. Wong // Macr.Rap. Commun. - 2011. - V.32. - P. 1472-1477

145. Osaka, I. Naphthodithiophene-Based Donor-Acceptor Polymers: Versatile Semiconductors For OFETs and OPVs / I. Osaka, T. Abe, M. Shimawaki, T. Koganezawa, K. Takimiya // Acs Macro Lett. - 2012. - V. 1. - P.437-440

146. Hou, J. Poly[4,4-Bis(2-Ethylhexyl)Cyclopenta[2,l-b;3,4-b']Dithiophene-2,6-Diyl-Alt-2,l,3-Benzoselenadiazole-4,7-Diyl], A New Low Band Gap Polymer In Polymer Solar Cells / J. Hou, T. L. Chen, S. Zhang, H.-Y. Chen, Y. Yang // J. Phys. Chem. C. - 2009. - V.l 13. - P.1601-1605

147. Padhy, H. Synthesis and Applications Of Low-Bandgap Conjugated Polymers Containing Phenothiazine Donor and Various Benzodiazole Acceptors For Polymer Solar Cells / H. Padhy, J.-H. Huang, D. Sahu, D. Patra, D. Kekuda, C.-W. Chu, H.-C. Lin // J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. - 2010. - V.48. - P.4823^t834

148. Zhao, W. Novel Conjugated Alternating Copolymer Based On 2,7-Carbazole and 2,1,3-Benzoselenadiazole / W. Zhao, W. Cai, R. Xu, W. Yang, X. Gong, H. Wu, Y. Cao // Polymer. -2010. - V. 51.-P.3196-3202

149. Cevher, S. C. Fused Structures in the Polymer Backbone to Investigate the Photovoltaic and Electrochromic Properties of Donor-Acceptor-Type Conjugated Polymers / S. C. Cevher, N. A. Unlu, A. C. Ozelcaglayan, D. II. Apaydin, Y. A. Udum, L. Toppare, A. Cirpan // J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. - 2013. - V. 51. - P.1933-1941

150. Mikroyannidis, J. A. Synthesis of benzoselenadiazole-based small molecule and phenylenevinylene copolymer and their application for efficient bulk heterojunction solar cells / J. A. Mikroyannidis, P. Suresh, G.D. Sharma//Org. Electronics.-2010.-V.l 1 -P.311-321

166

151. Blouin, N. Poly(2,7-Carbazole)s: Structure-Property Relationships /N. Blouin, M. Leclerc // Acc. Chem. Res. - 2008. - V.41. - P.l 110-1119

152. Ding, P. C. 5,6-Bis(Decyloxy)-2,l,3-Benzooxadiazole-Based Polymers With Different Electron Donors For Bulk-Heterojunction Solar Cells / P. C. Ding, Zhong, Y. Zou, C. Pan, H. Wu, Y. Cao // J. Phys. Chem. C. - 2011. - V. 115. - P. 16211-16219

153. Zhang, B. Highly Efficient Polymer Solar Cells Based On Poly(Carbazole-Alt-Thiophene-Benzofurazan) / B. Zhang, X. Hu, M. Wang, H. Xiao, X. Gong, W. Yang, Y. Cao // New J. Chem. - 2012. - V.36. - P.2042-2047

154. Gendron, D. Synthesis Of New Pyridazine-Based Monomers and Related Polymers For Photovoltaic Applications / D. Gendron, P.-O. Morin, A. Najari, M. Leclerc // Macromol. Rapid Commun. - 2010. - V.31. - P. 1090-1094

155. Jiang, J.-M. Synthesis, characterization, and photovoltaic properties of a low-bandgap copolymer based on 2,1,3-benzooxadiazole / J.-M. Jiang, P.-A. Yang, II.-C. Chen, K.-H. Wei // Chem. Commun. - 2011. - V.47. - P.8877-8879

156. Zhang, Z. Copolymers From Benzodithiophene and Benzotriazole: Synthesis and Photovoltaic Applications / Z. Zhang, B. Peng, B. L. C. Pan, Y. Li, Y. He, K. Zhou, Y. Zou // Polym. Chem. - 2010. - V. 1. - P. 1441-1447

157. Liu, B. A Dithienyl Benzotriazole-Based Polyfluorene: Synthesis and Applications In Polymer Solar Cells and Red Light-Emitting Diodes / B. Liu, S. Ye, Y. Zou, B. Peng, Y. He, K. Zhou // Macromol. Chem. Phys. - 2011. - V.212. - P. 1489-1496

158. Zhang, L. Bulk-Heteroj unction Solar Cells With Benzotriazole-Based Copolymers As Electron Donors: Largely Improved Photovoltaic Parameters By Using PFN/A1 Bilayer Cathode / L. Zhang, C. He, J. Chen, P. Yuan, L. Huang, C. Zhang, W. Cai, Z. Liu, Y. Cao // Macromolecules. - 2010. - V.43. - P.9771-9778

159. Nie, W. A Soluble High Molecular Weight Copolymer of Benzo[l,2-b:4,5-b']dithiophene and Benzoxadiazole for Efficient Organic Photovoltaics / W. Nie, C. M. Macneill, Y. Li, R. E. Noftle, D. L. Carroll, R. C. Coffin // Macromol. Rapid Commun. - 2011. - V.32. - P.l 163-1168

160. Min, J. Conjugated Side-Chain-Isolated D-A Copolymers Based On Benzo[l,2-b:4,5-b']Dithiophene-Alt-Dithienylbenzotriazole: Synthesis and Photovoltaic Properties / J. Min, Z.-G. Zhang, S. Zhang, Y. Li // Chem. Mater. - 2012. - V.24. - P.3247-3254

161. Jiang, J.-M. The New Low-Band Gap Polymers Comprising C-, Si-, or N-Bridged Dithiophene and Alkoxy-Modified 2,1,3-Benzooxadiazole Units For Bulk Heterojunction Solar Cells / J.-M. Jiang, P.-A. Yang, C.-M. Yu, H.-K. Lin, K.-C. Huang, K.-H. Wei // J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. - 2012. - V.50 - P.3960-3969

162. Jiang, J.-M. Crystalline Low-Band Gap Polymers Comprising Thiophene and 2,1,3-Benzooxadiazole Units For Bulk Heteroj unction Solar Cells / J.-M. Jiang, P.-A. Yang, T.-H. Hsieh, K.-H. Wei // Macromolecules. - 2011 - V.44. - P.9155-9163

163. Caputo, B. J. A. A Dithienosilole-Benzooxadiazole Donor-Acceptor Copolymer For Utility In Organic Solar Cells / B. J. Caputo, G. C. Welch, D. A. Kamkar, Z. B. Henson,T.-Q. Nguyen, G. C. Bazan // Small. - 2011. - V.7. - P. 1422-1426

164. Hoven, C. V. Improved Performance Of Polymer Bulk Heterojunction Solar Cells Through The Reduction Of Phase Separation Via Solvent Additives / C. V. Hoven, X.-D. Dang, R. C. Coffin, J. Peet, T.-Q. Nguyen, G. C. Bazan // Adv. Mater. - 2010. - V.22. - P.E63-E66

165. Dong, Y. Synthesis Of Novel Narrow-Band-Gap Copolymers Based On [l,2,5]Thiadiazolo[3,4-f] Benzotriazole and Their Application In Bulk-Heterojunction Photovoltaic Devices / Y. Dong, W. Cai, X. Hu, C. Zhong, F. Huang, Y. Cao // Polymer. - 2012. — V.53. - P.1465-1472

166. Peng, B. A New Dithienylbenzotriazole-Based Poly(2,7-Carbazole) For Efficient Photovoltaics / B. Peng, A. Najari, B. Liu, P. Berrouard, D. Gendron, Y. He, K. Zhou, M. Leclerc, Y. Zou // Macromol. Chem. Phys. - 2010. - V.211. - P.2026-2033

167. Zhou, H. A Weak Donor-Strong Acceptor Strategy to Design Ideal Polymers for Organic Solar Cells / H. Zhou, L. Yang, S. Stoneking, W. You // ACS. App. Mater. Interfaces. - 2010. -V.2. - P.1377-1383

168. Umeyama, T. Effect of Fluorine Substitution on Photovoltaic Properties of Benzothiadiazole-Carbazole Alternating Copolymers / T. Umeyama, Y. Watanabe, E. Douvogianni, H. Imahori // J. Phys. Chem. C. - 2013. - V. 117 - P.21148-21157

169. Arif, M. Polyfluorene as a model system for space-charge-limited conduction / M. Arif, M. Yun, S. Gangopadhyay, K. Ghosh, L. Fadiga, F. Galbrecht, U. Scherf, S. Guha // Phys. Rev. B -2007.-V.75.-P. 195202

170. Patra, D. Synthesis and Applications of 2,7-Carbazole-Based Conjugated Main-Chain Copolymers Containing Electron Deficient Bithiazole Units for Organic Solar Cells / D. Patra, D. Sahu, H. Padhy, D. Kekuda, C.-W. Chu, H.-C. Lin // J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. -2010. - V.48 - P.5479-5489

171. Wang, R.-R. A novel dye-dopant, a composition comprising the same and a photovoltaic device including such composition, Eur. Pat. Appl., 2333017 Al, 2011 (Pub. Date: Juni 15, 2011) / R.-R. Wang, L.Y. Wang, C.-W. Liang. - 2011

172. Wang, E. Development of Si-bridged Conjugated Donor Polymers for High- Efficiency Bulk- Heterojunction Photovoltaic Devices / E. Wang, L. Wang, L. Lan, J. Chen, J. Peng, Y. Cao // Proc. of SPIE. - 2008. - V. 7052. - P.70520W-1

173. Liu, Y. Thiophene-linked porphyrin derivatives for dye-sensitized solar cells / Y. Liu, N. Xiang, X. Feng, P. Shen, W. Zhou, C. Weng, B. Zhao, S. Tan // Chem. Commun. - 2009. -P.2499-2501.

174. Ng, M.-K. Photorefractive Effects and Structure/Property Correlation of Oligothiophenes Functionalized with Nonlinear Optical Chromophores / M.-K. Ng, L. Wang, L. Yu // Chem. Mater. -2000.-V.12.-P.2988-2995

175. Zhou, J. Tuning Energy Levels of Low Bandgap Semi-Random Two Acceptor Copolymers / J. Zhou, S. Xie, E. F. Amond, M. L. Becker // Macromolecules. - 2013. - V.46. - P.3391-3394

176. Chen, C.-H. Synthesis and Characterization of Bridged Bithiophene-Based Conjugated Polymers for Photovoltaic Applications: Acceptor Strength and Ternary Blends / C.-H. Chen, C.-H. Hsieh, M. Dubosc, Y.-J. Cheng, C.-S. Hsu // Macromolecules. - 2010. - V.43. - P.697-708

177. Gibson, G. L. Atomistic Band Gap Engineering in Donor-Acceptor Polymers / G. L. Gibson, T. M. McCormick, D. S. Seferos // J. Am. Chem.Soc. - 2012. - V. 134 - P.539-547

178. Jung, I. H. Synthesis and Photovoltaic Properties of Cyclopentadithiophene-Based Low-Bandgap Copolymers That Contain Electron-Withdrawing Thiazole Derivatives / I. Jung, J. Yu,

E. Jeong, J. Kim, S. Kwon, H. Kong, K. Lee, H. Y. Woo, H.-K. Shim // Chem. Eur. J. - 2010. -V. 16. - P.3743 - 3752

179. Yuan, M.-C. Synthesis and Characterization of Donor-Bridge-Acceptor Alternating Copolymers Containing Perylene Diimide Units and Their Application to Photovoltaic Cells / M.-C. Yuan, M.-H. Su, M.-Y. Chiu, K.-H. Wei // J. Polym. Sei.: Part A: Polym. Chem. - 2010. -V.48. - P.1298-1309

180. Park, J. K. End-Capping Effect of a Narrow Bandgap Conjugated Polymer on Bulk Ileterojunction Solar Cells / J. K. Park, J. Jo, J. H. Seo, J. S. Moon, Y. D. Park, K. Lee, A. J. Heeger, G. C. Bazan // Adv. Mater. - 2011. - V.23. - P.2430-2435

181. Dou, L. Synthesis of 5//-Dithieno[3,2-b:2',3'-d]pyran as an Electron-Rich Building Block for Donor-Acceptor Type Low-Bandgap Polymers / L. Dou, C.-C. Chen, K. Yoshimura, K. Ohya, W.-H. Chang, J. Gao, Y. Liu, E. Richard, Y. Yang // Macromolecules. - 2013. - V.46. -P.3384-3390

182. Kim, T. Removal of Palladium Nanoparticles from Polymer Materials / T. Kim, N. K. Bechgaard, F. C. Krebs // Macromolecules. - 2005 - V.38 - P.658-659

183. Roncali, J. Synthetic Principles for Bandgap Control in Linear ^-Conjugated Systems / J.Roncali // Chem. Rev. - 1997 - V.97 - P. 173-205.

184. Zhou, E. Synthesis of Thieno[3,4-b]pyrazine-Based and 2,1,3-Benzothiadiazole-Based Donor-Acceptor Copolymers and their Application in Photovoltaic Devices / E. Zhou, J. Cong, S. Yamakawa, Q. Wei, M. Nakamura, K. Tajima, C. Yang, K. Hashimoto // Macromolecules. -2010. - V.43. - P.2873-2879.

185. Peet, J. Efficiency enhancement in low-bandgap polymer solar cells by processing with alkane dithiols / J. Peet, J. Y. Kim, N. E. Coates, W. L. Ma, D. Moses, A. J. Heeger, G. C. Bazan // Nat. Mater. - 2007. - V.6. - P.497-500.

186.Chen, H. Y. Silicon Atom Substitution Enhances Interchain Packing in a Thiophene-Based Polymer System / IL Y. Chen, J. H. Hou, A. E. Ilayden, H. Yang, K. N. Houk, Y. Yang // Adv. Mater. -2010. - V.22. - P.371-375

187. Boudreault, P.-L. T. A New Poly(2,7-Dibenzosilole) Derivative in Polymer Solar Cells / P.-L. T. Boudreault, A. Michaud, M. Leclerc // Macromol. Rapid Commun. - 2007. - V.28. -P.2176-2179

»