以3,4,9,10-苝四酸二酐为原料,通过在分子两端芳香环(bay位)分别连接2-甲氧基乙氧基和硝基,合成了两个不对称苝酰亚胺小分子N,N'-二(2-乙基己基)-1-(2-甲氧基乙氧基)-7-硝基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(Ⅲ)和N,N'-二(2-乙基己基)-1-(2-甲氧基乙氧基)-6,7-二硝基-3,4,9,10-苝四羧酸二酰亚胺(Ⅳ)。利用1HNMR,13CNMR和MS对其结构进行了表征。通过密度泛函理论计算优化了分子空间立体构象、扭曲结构和电子云分布;紫外-可见吸收光谱结果表明,Ⅲ和Ⅳ的最大吸收峰红移至559和572 nm,半峰宽变宽,为104和112 nm;经循环伏安(CV)测试估算,分子Ⅲ和Ⅳ的HOMO、LUMO能级分别为-5.85、-3.55 e V和-5.87、-3.62 e V;在相对湿度为50%的大气环境中,Ⅲ和Ⅳ分别与窄带隙聚合物(PTB7-Th)共混构建了有机太阳能电池器件,Ⅲ与PTB7-Th共混时对应的短路电流密度Jsc=3.6 m A/cm2,开路电压Voc=0.30 V,填充因子FF=0.40,光电转换效率η=0.42%;Ⅳ与PTB7-Th共混时对应的Jsc=4.00 m A/cm2,Voc=0.25 V,FF=0.41,η=0.40%。
