基于苯并三氮唑新型聚合物給體材料的合成及其光伏性能研究
發(fā)布時間：2021-12-18 00:27
近年來,利用溶液加工法的聚合物太陽能電池,由于易制備大面積、半透明柔性器件,已成為新型清潔能源領域研究的熱點。目前基于寬帶隙聚合物與非富勒烯受體材料,其能量轉換效率已突破16%,越來越受到人們的重視。本論文系統(tǒng)綜述了聚合物光伏給體材料所取得的重要研究進展,著重介紹了幾種高效的有機太陽能電池給體材料。針對當前高效率的有機聚合物給體材料種類少,分子結構與性能之間的關系尚不清晰等問題,本論文通過在給體單元嫁接烷氧基、烷硫基和強吸電子砜基單元和在噻吩π橋上烷硫基取代的策略,有效地降低材料的HOMO能級,增強分子的摩爾吸光系數,增強分子有序的π-π堆積,提升聚合物給體材料的Voc、Jsc、FF,從而獲得高的光電轉換效率。對獲得的給體單元和聚合物的分子結構均進行了表征,此外,系統(tǒng)研究了有機聚合物給體材料的熱穩(wěn)定性、光物理性能、電化學性能和光伏性能,同時利用理論計算模擬了目標化合物的分子結構和軌道能級,進一步研究了聚合物分子結構設計對電荷傳輸、載流子遷移率和表面形貌的影響,揭示了材料分子結構與光伏性能的關系。本論文的主要研究內容如下:1)設計合成了一類基于...
【文章來源】： 湘潭大學湖南省
【文章頁數】：93 頁
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 有機太陽能電池簡介
1.2.1 有機太陽能電池的器件結構
1.2.2 有機太陽能電池的工作機理
1.2.3 有機太陽能電池的關鍵性能參數
1.3 有機聚合物太陽能電池給體材料
1.3.1 基于聯噻吩類的D-A型聚合物給體材料
1.3.2 基于苯并二噻吩類的D-A型聚合物給體材料
1.3.3 基于苯并三氮唑類的D-A型聚合物給體材料
1.4 論文的設計思想、主要研究內容及其創(chuàng)新性
1.4.1 論文的設計思想
1.4.2 本論文的主要研究內容
1.4.3 本論文的創(chuàng)新點
第2章 基于烷硫基聯噻吩單元的D-A型聚合物給體材料的合成與性能研究
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗過程所用的原料和試劑
2.2.2 實驗所用儀器及材料表征
2.2.3 給體單元和聚合物的合成路線及合成步驟
2.3 結果與討論
2.3.1 聚合物的合成、熱穩(wěn)定性和結晶性能
2.3.2 聚合物的光學性能和電化學性能
2.3.3 聚合物的理論計算
2.3.4 聚合物的空穴遷移率
2.3.5 聚合物的光伏性能
2.3.6 聚合物的堆積和共混層表面形貌
2.4 本章小結
第3章 基于含砜基單元的A1-A2型寬帶隙聚合物給體材料的合成及性能研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗過程所用的原料和試劑
3.2.2 受體A1單元和聚合物的合成路線及合成步驟
3.3 結果與討論
3.3.1 聚合物的合成、熱穩(wěn)定性和結晶性能
3.3.2 聚合物的光學性能和電化學性能
3.3.3 聚合物的理論計算
3.3.4 聚合物的空穴遷移率
3.3.5 聚合物的光伏性能
3.3.6 聚合物的堆積和共混層的表面形貌
3.4 本章小結
第4章 基于烷硫基噻吩π橋的D-A型寬帶隙聚合物給體材料的合成與性能研究
4.1 前言
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗過程所用的原料和試劑
4.2.2 受體A單元和聚合物的合成路線及合成步驟
4.3 結果與討論
4.3.1 聚合物的合成、熱穩(wěn)定性和結晶性能
4.3.2 聚合物的光學性能和電化學性能
4.3.3 聚合物的理論計算
4.3.4 聚合物的空穴遷移率
4.3.5 聚合物的光伏性能
4.3.6 聚合物的堆積和共混層表面形貌
4.4 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
碩士期間發(fā)表的學術論文
附錄Ⅰ 實驗測試儀器與測試方法
附錄Ⅱ 化合物的核磁氫譜圖
附錄Ⅲ 化合物的核磁碳譜圖
附錄Ⅳ 化合物的飛行質譜圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Achieving over 16% efficiency for single-junction organic solar cells [J]. Baobing Fan,Difei Zhang,Meijing Li,Wenkai Zhong,Zhaomiyi Zeng,Lei Ying,Fei Huang,Yong Cao. Science China(Chemistry). 2019(06)
本文編號：3541257
【文章來源】： 湘潭大學湖南省
【文章頁數】：93 頁
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 有機太陽能電池簡介
1.2.1 有機太陽能電池的器件結構
1.2.2 有機太陽能電池的工作機理
1.2.3 有機太陽能電池的關鍵性能參數
1.3 有機聚合物太陽能電池給體材料
1.3.1 基于聯噻吩類的D-A型聚合物給體材料
1.3.2 基于苯并二噻吩類的D-A型聚合物給體材料
1.3.3 基于苯并三氮唑類的D-A型聚合物給體材料
1.4 論文的設計思想、主要研究內容及其創(chuàng)新性
1.4.1 論文的設計思想
1.4.2 本論文的主要研究內容
1.4.3 本論文的創(chuàng)新點
第2章 基于烷硫基聯噻吩單元的D-A型聚合物給體材料的合成與性能研究
2.1 前言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗過程所用的原料和試劑
2.2.2 實驗所用儀器及材料表征
2.2.3 給體單元和聚合物的合成路線及合成步驟
2.3 結果與討論
2.3.1 聚合物的合成、熱穩(wěn)定性和結晶性能
2.3.2 聚合物的光學性能和電化學性能
2.3.3 聚合物的理論計算
2.3.4 聚合物的空穴遷移率
2.3.5 聚合物的光伏性能
2.3.6 聚合物的堆積和共混層表面形貌
2.4 本章小結
第3章 基于含砜基單元的A1-A2型寬帶隙聚合物給體材料的合成及性能研究
3.1 前言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗過程所用的原料和試劑
3.2.2 受體A1單元和聚合物的合成路線及合成步驟
3.3 結果與討論
3.3.1 聚合物的合成、熱穩(wěn)定性和結晶性能
3.3.2 聚合物的光學性能和電化學性能
3.3.3 聚合物的理論計算
3.3.4 聚合物的空穴遷移率
3.3.5 聚合物的光伏性能
3.3.6 聚合物的堆積和共混層的表面形貌
3.4 本章小結
第4章 基于烷硫基噻吩π橋的D-A型寬帶隙聚合物給體材料的合成與性能研究
4.1 前言
4.2 實驗部分
4.2.1 實驗過程所用的原料和試劑
4.2.2 受體A單元和聚合物的合成路線及合成步驟
4.3 結果與討論
4.3.1 聚合物的合成、熱穩(wěn)定性和結晶性能
4.3.2 聚合物的光學性能和電化學性能
4.3.3 聚合物的理論計算
4.3.4 聚合物的空穴遷移率
4.3.5 聚合物的光伏性能
4.3.6 聚合物的堆積和共混層表面形貌
4.4 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
碩士期間發(fā)表的學術論文
附錄Ⅰ 實驗測試儀器與測試方法
附錄Ⅱ 化合物的核磁氫譜圖
附錄Ⅲ 化合物的核磁碳譜圖
附錄Ⅳ 化合物的飛行質譜圖
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Achieving over 16% efficiency for single-junction organic solar cells [J]. Baobing Fan,Difei Zhang,Meijing Li,Wenkai Zhong,Zhaomiyi Zeng,Lei Ying,Fei Huang,Yong Cao. Science China(Chemistry). 2019(06)
本文編號：3541257
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3541257.html
