基于本體異質(zhì)結(jié)的有機(jī)/聚合物太陽(yáng)電池由于具有柔性、半透明、全固態(tài)、可溶液加工、易于大面積制備等優(yōu)點(diǎn),使得它們?cè)诒銛y式電子產(chǎn)品、變色窗戶、建筑表面等領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用潛質(zhì)。近來(lái),基于非富勒烯小分子為受體的聚合物太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率超過(guò)14%,取得了令人矚目的進(jìn)展。然而,當(dāng)前光電轉(zhuǎn)換效率仍不足以實(shí)現(xiàn)聚合物太陽(yáng)電池商業(yè)化應(yīng)用,解決這一現(xiàn)狀的關(guān)鍵點(diǎn)依然是發(fā)展高效的活性層材料。二氰基二苯乙烯（DCB）單元由于具有強(qiáng)拉電性能,能夠提高分子內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移而被廣泛應(yīng)用于光電器件。本論文圍繞DCB單元,設(shè)計(jì)合成一系列新型的聚合物給體和受體材料,系統(tǒng)研究分子結(jié)構(gòu)與器件性能之間的關(guān)系,為設(shè)計(jì)高效的活性層材料提供參考。喹喔啉（Q）單元上兩個(gè)分離苯基通過(guò)單鍵連接可提高聚合物平面性和增強(qiáng)分子間堆積,但會(huì)減弱聚合物分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移（ICT）的性能。第二章中,利用氰基官能團(tuán)的強(qiáng)拉電性可增強(qiáng)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的策略,設(shè)計(jì)合成一系列基于DCB和Q單元的共軛聚合物,系統(tǒng)研究取代基對(duì)材料性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)聚合物吸收光譜的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移峰明顯增強(qiáng),證實(shí)引入強(qiáng)拉電性基團(tuán)增強(qiáng)分子內(nèi)電荷傳輸?shù)哪康牡靡詫?shí)現(xiàn)。同時(shí),氰基和氟原子的協(xié)同效應(yīng),使得以... 

【文章來(lái)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(yè)數(shù)】：137 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 有機(jī)太陽(yáng)電池簡(jiǎn)介
        1.2.1 有機(jī)太陽(yáng)電池的發(fā)展進(jìn)程
        1.2.2 有機(jī)太陽(yáng)電池的器件結(jié)構(gòu)及基本工作原理
        1.2.3 有機(jī)太陽(yáng)電池的表征和參數(shù)
    1.3 有機(jī)太陽(yáng)電池活性層材料
        1.3.1 有機(jī)太陽(yáng)電池給體材料進(jìn)展
        1.3.2 有機(jī)太陽(yáng)電池受體材料進(jìn)展
    1.4 活性層材料設(shè)計(jì)策略和含二氰基二苯乙烯有機(jī)半導(dǎo)體材料
        1.4.1 活性層材料設(shè)計(jì)策略
        1.4.2 含二氰基二苯乙烯單元材料進(jìn)展
    1.5 本論文研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新之處
        1.5.1 本論文研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 本論文創(chuàng)新之處
第二章 基于二氰基二苯乙烯-喹喔啉的共軛聚合物合成及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 原料與試劑
        2.2.2 材料的表征與儀器設(shè)備
        2.2.3 單體和聚合物的合成
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 材料的合成
        2.3.2 聚合物的光物理性質(zhì)
        2.3.3 聚合物的電化學(xué)性質(zhì)
        2.3.4 密度泛函理論計(jì)算
        2.3.5 光伏性能
        2.3.6 載流子遷移率測(cè)試
        2.3.7 電荷傳輸、抽提與復(fù)合
        2.3.8 形貌表征
    2.4 本章小結(jié)
第三章 氰基取代位置對(duì)基于二氰基二苯乙烯聚合物太陽(yáng)電池性能的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 原料與試劑
        3.2.2 材料的表征與儀器設(shè)備
        3.2.3 單體和聚合物的合成
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的合成
        3.3.2 光物理以及電化學(xué)性能
        3.3.3 密度泛函理論計(jì)算
        3.3.4 光伏性能
        3.3.5 電荷產(chǎn)生與傳輸性能
        3.3.6 電荷復(fù)合與抽提動(dòng)力學(xué)
        3.3.7 形貌表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于二氰基二苯乙烯-萘二酰亞胺的N-型材料合成及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 原料與試劑
        4.2.2 材料的表征與儀器設(shè)備
        4.2.3 單體和聚合物的合成
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料合成
        4.3.2 光物理和電化學(xué)性能
        4.3.3 密度泛函理論計(jì)算
        4.3.4 光伏性能
        4.3.5 電荷傳輸與復(fù)合
        4.3.6 形貌表征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 三元共聚合成N2200衍生物及其在全聚合物太陽(yáng)電池中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 原料與試劑
        5.2.2 材料的表征與儀器設(shè)備
        5.2.3 單體和聚合物的合成
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 材料合成
        5.3.2 光學(xué)和電化學(xué)性能
        5.3.3 光伏性能
        5.3.4 電荷產(chǎn)生、復(fù)合以及抽提
        5.3.5 形貌表征
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]具有接近15%能量轉(zhuǎn)換效率的有機(jī)太陽(yáng)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)
[2]Ternary organic solar cells offer 14% power conversion efficiency[J]. Zuo Xiao,Xue Jia,Liming Ding.  Science Bulletin. 2017(23)
[3]非富勒烯聚合物太陽(yáng)電池研究進(jìn)展[J]. 賓海軍,李永舫.  高分子學(xué)報(bào). 2017(09)
[4]Towards a bright future: polymer solar cells with power conversion efficiencies over 10%[J]. Zhicheng Hu,Lei Ying,Fei Huang,Yong Cao.  Science China（Chemistry）. 2017(05)



本文編號(hào)：3075588