A-D-A型小分子受體材料的設(shè)計(jì)合成及其光伏性能的研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-05 17:46
能源短缺、環(huán)境污染是全球經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展面臨的重大問題。光伏發(fā)電作為新型綠色能源技術(shù)是解決上述問題的重要途徑之一,其中有機(jī)太陽電池因具有柔性、成本低、質(zhì)量輕及可溶液加工等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注,已成為各國競爭較為激烈的一個(gè)前沿研究領(lǐng)域。近年來,非富勒烯受體材料發(fā)展迅速,特別是對小分子受體材料的研究極大的推動了有機(jī)太陽電池的前進(jìn),單結(jié)有機(jī)太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率已超過14%,展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景。小分子受體具有確定的分子結(jié)構(gòu)、確定的分子量、合成簡單、易純化、沒有批次差異等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的發(fā)展空間�；诖�,本論文主要是圍繞A-D-A（受體-給體-受體）型小分子受體材料的研究展開的,設(shè)計(jì)策略可分為:開發(fā)新型給體核單元、側(cè)鏈工程、開發(fā)新型端基受體單元。蒽單元具有較好的平面性,在有機(jī)電子領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在第二章中,我們設(shè)計(jì)合成了一系列基于蒽單元為核,以苯并噻二唑（BT）或噻吩為橋鍵,以不同吸電子單元為端基的小分子受體材料。研究了這類化合物的光學(xué)、熱學(xué)及電化學(xué)性質(zhì),并初步研究了它們的光伏性能,獲得了高達(dá)1.13 V的開路電壓(VOC)和1.84%的能量轉(zhuǎn)換效率（PCE）,證明了蒽單元在非富勒...
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：173 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
各種類型光伏技術(shù)的最高認(rèn)證效率及發(fā)展歷史[2]
深入研究[10]、對新型給受體材料的不斷開發(fā)和優(yōu)化[11-17]、界面工程的探索[18,19]、以及對器件制備方法的改良[20-22]等全面的研究，有機(jī)太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率效率不斷取得突破。目前，以富勒烯為受體材料的有機(jī)太陽電池的單結(jié)器件效率最高達(dá)到 11.7%[23]。近幾年非富勒烯受體材料發(fā)展迅速，特別是在 2015 年，Zhan課題組[24]報(bào)道了以引達(dá)省類七并稠環(huán)（IDTT）及其衍生物為核的 A-D-A 型小分子受體材料，極大的推進(jìn)了有機(jī)太陽電池的發(fā)展，基于這類小分子受體材料的有機(jī)太陽電池的效率已突破 14%[3-5]，這些突破性成果極大的增加了人們對有機(jī)太陽電池商業(yè)化的信心，未來，對有機(jī)太陽電池的研究必將迎來新的突破，發(fā)展前景不可估量。1.2.2 有機(jī)太陽電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理自本體異質(zhì)結(jié)（BHJ）結(jié)構(gòu)被運(yùn)用到有機(jī)太陽電池上來以后，有機(jī)太陽電池技術(shù)突飛猛進(jìn)，到目前為止，BHJ 結(jié)構(gòu)仍然廣泛地應(yīng)用于有機(jī)太陽電池中。如圖 1-4 所示，有機(jī)太陽電池器件主要采用三種結(jié)構(gòu)，主要包括標(biāo)準(zhǔn)的正裝器件、倒裝器件及疊層器件
圖 4-15 小分子受體 IDT-N、IDT-T-N、IDT-IC 和 IDT-HN 的單電子遷移率.3.8 形貌表征5101520250.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2IDT-ICIDT-HNJ1/2(A1/2/m)Vappl-Vbi-Vs(V)(b)89101112131415160.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4IDT-NIDT-T-NJ1/2(A1/2/m)Vappl-Vbi-Vs(V)(a)IDT-IC 1.35 ×10-4－ －IDT-HN 2.79 ×10-4－ －
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]苝二酰亞胺聚合物受體設(shè)計(jì)及在全聚合物太陽能電池中的應(yīng)用[J]. 郭亦堃,趙達(dá)慧. 高分子學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]具有接近15%能量轉(zhuǎn)換效率的有機(jī)太陽能電池[J]. 崔勇,姚惠峰,楊晨熠,張少青,侯劍輝. 高分子學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]稠環(huán)電子受體光伏材料[J]. 代水星,占肖衛(wèi). 高分子學(xué)報(bào). 2017(11)
[4]非富勒烯聚合物太陽電池研究進(jìn)展[J]. 賓海軍,李永舫. 高分子學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]水醇溶性小分子卟啉衍生物的合成及其在聚合物太陽電池中的應(yīng)用[J]. 盧俊明,蔡萬清,張桂傳,劉升建,應(yīng)磊,黃飛. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(11)
本文編號：2899843
【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：173 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
各種類型光伏技術(shù)的最高認(rèn)證效率及發(fā)展歷史[2]
深入研究[10]、對新型給受體材料的不斷開發(fā)和優(yōu)化[11-17]、界面工程的探索[18,19]、以及對器件制備方法的改良[20-22]等全面的研究，有機(jī)太陽電池的能量轉(zhuǎn)換效率效率不斷取得突破。目前，以富勒烯為受體材料的有機(jī)太陽電池的單結(jié)器件效率最高達(dá)到 11.7%[23]。近幾年非富勒烯受體材料發(fā)展迅速，特別是在 2015 年，Zhan課題組[24]報(bào)道了以引達(dá)省類七并稠環(huán)（IDTT）及其衍生物為核的 A-D-A 型小分子受體材料，極大的推進(jìn)了有機(jī)太陽電池的發(fā)展，基于這類小分子受體材料的有機(jī)太陽電池的效率已突破 14%[3-5]，這些突破性成果極大的增加了人們對有機(jī)太陽電池商業(yè)化的信心，未來，對有機(jī)太陽電池的研究必將迎來新的突破，發(fā)展前景不可估量。1.2.2 有機(jī)太陽電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理自本體異質(zhì)結(jié)（BHJ）結(jié)構(gòu)被運(yùn)用到有機(jī)太陽電池上來以后，有機(jī)太陽電池技術(shù)突飛猛進(jìn)，到目前為止，BHJ 結(jié)構(gòu)仍然廣泛地應(yīng)用于有機(jī)太陽電池中。如圖 1-4 所示，有機(jī)太陽電池器件主要采用三種結(jié)構(gòu)，主要包括標(biāo)準(zhǔn)的正裝器件、倒裝器件及疊層器件
圖 4-15 小分子受體 IDT-N、IDT-T-N、IDT-IC 和 IDT-HN 的單電子遷移率.3.8 形貌表征5101520250.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2IDT-ICIDT-HNJ1/2(A1/2/m)Vappl-Vbi-Vs(V)(b)89101112131415160.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4IDT-NIDT-T-NJ1/2(A1/2/m)Vappl-Vbi-Vs(V)(a)IDT-IC 1.35 ×10-4－ －IDT-HN 2.79 ×10-4－ －
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]苝二酰亞胺聚合物受體設(shè)計(jì)及在全聚合物太陽能電池中的應(yīng)用[J]. 郭亦堃,趙達(dá)慧. 高分子學(xué)報(bào). 2018(02)
[2]具有接近15%能量轉(zhuǎn)換效率的有機(jī)太陽能電池[J]. 崔勇,姚惠峰,楊晨熠,張少青,侯劍輝. 高分子學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]稠環(huán)電子受體光伏材料[J]. 代水星,占肖衛(wèi). 高分子學(xué)報(bào). 2017(11)
[4]非富勒烯聚合物太陽電池研究進(jìn)展[J]. 賓海軍,李永舫. 高分子學(xué)報(bào). 2017(09)
[5]水醇溶性小分子卟啉衍生物的合成及其在聚合物太陽電池中的應(yīng)用[J]. 盧俊明,蔡萬清,張桂傳,劉升建,應(yīng)磊,黃飛. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2015(11)
本文編號：2899843
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