近些年來,有機(jī)-無機(jī)鹵化物鈣鈦礦太陽能電池由于其低制造成本、高電荷載流子遷移率和較高的光電轉(zhuǎn)換效率在光伏領(lǐng)域獲得了廣泛的關(guān)注,在鈣鈦礦太陽能電池的五個組成部分中,空穴傳輸材料起著舉足輕重的作用,它能夠提取和收集光生空穴并防止電荷復(fù)合,因此開發(fā)新型空穴傳輸材料成為目前研究越來越重要的課題。本論文以分子平面性作為主要調(diào)控手段,通過分別改變共軛橋鏈和外圍給體基團(tuán)的平面性,設(shè)計并合成了四個新型星狀D-π-D型空穴傳輸材料,并對其各項(xiàng)性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的表征與評價。第1章,引言簡述了鈣鈦礦太陽能電池的發(fā)展背景,介紹了鈣鈦礦太陽能電池的器件結(jié)構(gòu)和工作原理,對線性、星形、螺旋型有機(jī)分子空穴傳輸材料進(jìn)行了分類并簡單概括總結(jié),在此基礎(chǔ)上引出了本文的設(shè)計思路:通過改變分子的平面性來研究其對空穴傳輸材料的能級、成膜性、穩(wěn)定性及空穴遷移率的影響。第2章,以三苯胺作為核心單元,通過引入具有不同位阻效應(yīng)的噻吩基團(tuán)或苯基作為共軛橋鏈,引入具有不同平面性的兩個吲哚啉作為外圍給體基團(tuán),設(shè)計合成了平面性調(diào)控的新型星狀空穴傳輸材料分子CS-52--CS-55。合成路線經(jīng)親核取代、親電取代、Suzuki偶聯(lián)等多步反應(yīng),總收率在51...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鈣鈦礦太陽能電池(PSCs)的器件結(jié)構(gòu)和工作原理
        1.2.1 PSCs的器件結(jié)構(gòu)
        1.2.2 PSCs的工作原理
    1.3 空穴傳輸材料
        1.3.1 線性有機(jī)分子空穴傳輸材料
        1.3.2 星形有機(jī)分子空穴傳輸材料
        1.3.3 螺狀有機(jī)分子空穴傳輸材料
    1.4 課題的提出和主要研究內(nèi)容
第二章 新型D-π-D型空穴傳輸材料的合成與表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品與材料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器
    2.2 新型HTM合成路線的設(shè)計
    2.3 新型HTM的合成步驟
        2.3.1 化合物2 的合成
        2.3.2 化合物3 的合成
        2.3.3 化合物4 的合成
        2.3.4 化合物5 的合成
        2.3.5 化合物6 的合成
        2.3.6 化合物7 的合成
        2.3.7 化合物12 的合成
        2.3.8 化合物13 的合成
        2.3.9 化合物8 的合成
        2.3.10 化合物10 的合成
        2.3.11 目標(biāo)化合物CS-52 的合成
        2.3.12 目標(biāo)化合物CS-53 的合成
        2.3.13 目標(biāo)化合物CS-54 的合成
        2.3.14 目標(biāo)化合物CS-55 的合成
    2.4 本章小結(jié)
第三章 新型D-π-D型空穴傳輸材料的性能研究
    3.1 鈣鈦礦電池器件的制備
    3.2 目標(biāo)化合物的基本性能測試
    3.3 HTM分子的光物理和電化學(xué)研究
        3.3.1 HTM分子的紫外可見吸收光譜和熒光光譜
        3.3.2 HTM分子的電化學(xué)性質(zhì)
    3.4 HTM分子的穩(wěn)定性和成膜性
        3.4.1 HTM分子的熱穩(wěn)定性
        3.4.2 HTM分子的疏水性
        3.4.3 HTM分子的成膜性
    3.5 HTM空穴提取和傳輸能力分析
        3.5.1 HTM的穩(wěn)態(tài)熒光光譜
        3.5.2 HTM的空間電荷限制電流測試
        3.5.3 HTM的導(dǎo)電率測試
    3.6 電池器件的光電表現(xiàn)
        3.6.1 HTM的電池性能測試
        3.6.2 CS-55 入射單色光子-電子轉(zhuǎn)化效率(IPCE)測試
    3.7 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝



本文編號：3797336