【摘要】：在有機(jī)光伏領(lǐng)域,高性能非富勒烯受體在過去幾年中受到了特別關(guān)注。它與最常見的富勒烯受體衍生物相比具有可調(diào)節(jié)的前沿軌道能級(jí)、更好的吸收光子能力、更小的電壓損失和光化學(xué)和光物理穩(wěn)定性更好等優(yōu)勢(shì)。受益于材料開發(fā)的巨大進(jìn)步,兩元的給受體器件的能量轉(zhuǎn)換效率已超過16%,表明新型非富勒烯受體具有實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用的巨大潛力。本論文根據(jù)受體-給體-受體(A-D-A)型小分子受體材料的設(shè)計(jì)思路,通過在大稠環(huán)苯并噻吩的共軛骨架上,引入吸電子能力不同的端基,設(shè)計(jì)出具有不同光學(xué)帶隙和能級(jí)的小分子非富勒烯電子受體材料。具體內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)合成了三個(gè)窄帶隙的小分子受體材料(IDT-C8、IDT-DTM、IDDT-DTM)。當(dāng)PBDB-T用作電子給體聚合物時(shí),器件的光電轉(zhuǎn)化效率(PCE)值分別達(dá)到3.13%、3.06%和4.14%。通過進(jìn)一步測(cè)試發(fā)現(xiàn),材料的成膜性較差,這也是導(dǎo)致器件電流密度和填充因子較低的主要原因,但是本章節(jié)的研究為后續(xù)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。(2)設(shè)計(jì)合成了兩種寬帶隙小分子非富勒烯受體材料IDT-TBA(1.91 eV)和IDTT-TBA(1.78 eV)。當(dāng)PBDB-T用作電子給體時(shí),器件的轉(zhuǎn)化效率非常突出,PCE值分別達(dá)到6.7%和7.5%。光物理實(shí)驗(yàn)表明,兩種電子受體材料的外部電荷產(chǎn)生效率(EGE)值均超過90%,表明成對(duì)重組減少。本研究展示了寬帶隙小分子非富勒烯受體的吸引力和重要性,并提供了寬帶隙小分子非富勒烯受體用于高效有機(jī)太陽能電池器件的有效途徑。(3)研究了兩個(gè)寬帶隙小分子非富勒烯受體IDDT-TBA(1.78 eV)和IDDT-TC6-TBA(1.74 eV)。采用與ITIC雙受體和PBDB-T的單給體模式,它們?cè)诨旌夏ぶ酗@示出光譜互補(bǔ)性和極大的混溶性。通過吸收和發(fā)射光譜研究了三元混合物中能量轉(zhuǎn)移和電子轉(zhuǎn)移的詳細(xì)過程。良好排列的分子軌道和光譜互補(bǔ)性,以及在最佳混合的三組分混合物中的組合電子轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)移過程,使得三元有機(jī)太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率達(dá)到9.54%。與相應(yīng)的PBDB-T:ITIC二元裝置相比(8.46%),開路電壓、短路電流以及填充因子等各項(xiàng)參數(shù)顯著提高,這歸因于IDDT-TBA受體的獨(dú)特作用。本研究為豐富小分子非富勒烯電子受體材料體系提供了更廣闊的思路。
【圖文】：

FF = × × = × 射光功率。所以，由上公式可看處，，當(dāng)入射光功率化效率與填充因子、開路電壓、短路電流有關(guān)。其路電壓受電子給體材料的已占有電子的能級(jí)最高的有電子的能級(jí)最低的軌道（LUMO）能級(jí)之差影響組之間的競(jìng)爭(zhēng)。填充因子 FF 主要取決于它所圍成性層的形貌很大程度上決定了 FF 的高低，所以活重要。為了獲得高效的有機(jī)太陽能電池器件，應(yīng)優(yōu)

業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 長(zhǎng)， light是入射光功率陽能電池的受體材料能電池的給體和受體材料組成了電池的活性層，活性層是活性層材料的設(shè)計(jì)與合成就顯得尤為重要。本研究主要集。對(duì)于受體材料而言，器件性能受多方面的約束：的吸收光譜覆蓋情況活性層的形貌料的能級(jí)匹配情況
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM914.4;O626.12

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本文編號(hào)：2620547