本文關(guān)鍵詞：基于引達(dá)省的小分子太陽(yáng)能電池給體材料的設(shè)計(jì)、合成與光伏性能的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文設(shè)計(jì)并合成了一系列新型有機(jī)太陽(yáng)能電池給體材料,并且研究了它們的熱穩(wěn)定性、光物理性質(zhì)、能級(jí)以及器件的光伏性能等。在第一部分的工作中,我們?cè)O(shè)計(jì)并合成了一系列基于以引達(dá)省(IDT)為給電子單元,雙氟代苯并噻二唑(BT2F)為缺電子單元,并以不同橋連片段封端的D1-A-π-D2-π-A-D1型四氟取代的有機(jī)太陽(yáng)能小分子給體材料。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以噻吩、硒吩、并噻吩為橋的BIT4FTh、BIT4FSe、BIT4FTT的器件效率比以呋喃和聯(lián)噻吩為共軛橋的BIT4FFu和BIT4FDT的效率要高,并且以BIT4FTh制備的太陽(yáng)能電池器件的光電轉(zhuǎn)換效率(PCE)值達(dá)到了8.5%,其中開(kāi)路電壓Voc=0.90 V,短路電流Jsc=12.70 mA cm-2,填充因子FF=0.75,該效率是目前為止基于雙氟代苯并噻二唑單元的單體異質(zhì)結(jié)有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池中效率最高的,這主要得益于它直線型的分子結(jié)構(gòu)、較窄的帶隙以及較好的共混膜形貌。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)改變?chǔ)泄曹棙蚩梢允沟梅肿拥臉?gòu)象從“之”字形變?yōu)橹本�型,此外通過(guò)溶劑處理可以增加分子之間的作用力,這兩種方法的結(jié)合可以更有效地制備高性能的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件。在第二部分的工作中,我們合成了一系列D2-A-D1-A-D1-A-D2型小分子給體材料,這些分子都是用己基聯(lián)二噻吩作為封端基團(tuán),將給電子單元(引達(dá)省即D1),缺電子單元(雙氟苯并噻二唑即A),分別以噻吩和硒吩作為共軛橋連接所形成的寡聚物。通過(guò)調(diào)整硒吩橋和噻吩橋的位置來(lái)探究這三個(gè)化合物的光物理性質(zhì)、電化學(xué)性質(zhì)、能級(jí)、器件性能以研究在寡聚物中特別是在同分異構(gòu)體中,不同構(gòu)筑單元的排列順序?qū)Ψ肿庸夥阅艿挠绊�。在以BIT6FThSe為給體材料,PC71BM為受體材料制備的體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池在經(jīng)過(guò)退火處理后的效率為6.5%,但是通過(guò)改變分子內(nèi)橋片段的順序,BIT6FSeTh制備的體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池在經(jīng)過(guò)退火處理?xiàng)l件優(yōu)化以后,效率高達(dá)8.4%,這部分工作說(shuō)明在我們的體系中,通過(guò)改變分子骨架片段中構(gòu)筑單元的排列順序,可以制備高效的有機(jī)太陽(yáng)能電池器件。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)太陽(yáng)能電池 二噻吩并引達(dá)省 苯并噻二唑 能量轉(zhuǎn)化效率
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM914.4;O626
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-29
• 1.1 引言10
• 1.2 有機(jī)太陽(yáng)能電池材料研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 有機(jī)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)和工作原理11-15
• 1.3.1 有機(jī)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)和制備11-14
• 1.3.2 光伏性能參數(shù)14-15
• 1.4 有機(jī)小分子給體的研究進(jìn)展15-24
• 1.4.1 材料設(shè)計(jì)原則與策略15-17
• 1.4.2 小分子給體材料17-24
• 1.5 有機(jī)太陽(yáng)能電池的研究總結(jié)與展望24-25
• 1.6 本論文的設(shè)計(jì)思想和研究?jī)?nèi)容25
• 1.7 參考文獻(xiàn)25-29
• 第二章 基于引達(dá)省(IDT)和苯并噻二唑單元的寬帶隙小分子給體材料的合成與性質(zhì)研究29-50
• 2.1 引言29-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分31-41
• 2.2.1 原料與試劑31-32
• 2.2.2 化合物表征所用的儀器32
• 2.2.3 材料的合成32-41
• 2.3 結(jié)果與討論41-47
• 2.3.1 材料的合成和熱性質(zhì)41-42
• 2.3.2 光物理性質(zhì)42-44
• 2.3.3 電化學(xué)性質(zhì)44-45
• 2.3.4 器件的光伏性能45-47
• 2.4 本章小結(jié)47-48
• 2.5 參考文獻(xiàn)48-50
• 第三章 基于引達(dá)省(IDT)構(gòu)筑單元的寡聚物太陽(yáng)能電池給體材料的設(shè)計(jì)合成及性能研究50-69
• 3.1 引言50-51
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分51-61
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑、測(cè)試儀器及條件51-52
• 3.2.2 分子的合成52-61
• 3.2.2.1 中間體的合成52-61
• 3.3 結(jié)果與討論61-67
• 3.3.1 材料的合成和熱性質(zhì)61-62
• 3.3.2 光物理性質(zhì)62-63
• 3.3.3 電化學(xué)性質(zhì)63-64
• 3.3.4 器件的光伏性能64-67
• 3.4 本章小結(jié)67
• 3.5 參考文獻(xiàn)67-69
• 第四章 總結(jié)和展望69-70
• 附錄 本文所涉及新化合物的譜圖70-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文96-97
• 致謝97

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王棟一,曹維孝,馮新德;含氮給體引發(fā)劑的結(jié)構(gòu)效應(yīng)[J];科學(xué)通報(bào);1989年01期

2 李在房;彭強(qiáng);和平;王艷玲;侯秋飛;李本林;田文晶;;可溶液加工給體-受體有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池材料研究進(jìn)展[J];有機(jī)化學(xué);2012年05期

3 侯憲冰;馬曉燕;朱小波;;聚合物太陽(yáng)能電池給體材料研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2012年01期

4 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 王逸凡;白會(huì)濤;占肖衛(wèi);;不同受體單元對(duì)基于三苯胺小分子給體材料的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第25分會(huì)：有機(jī)光伏[C];2014年

2 薄志山;;用于聚合物太陽(yáng)電池的平面型給體聚合物材料[A];2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集——主題G：光電功能高分子[C];2013年

3 孫瑩;林保平;;聚合物體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池中給體材料表面能調(diào)控及其光電性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第5分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

4 薄志山;李翠紅;李光武;危和狄;;高效率的寬帶隙聚合物給體材料的設(shè)計(jì)合成與光伏性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第25分會(huì)：有機(jī)光伏[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 臧旭峰;新型吡咯并吡咯并吡咯二酮純有機(jī)染料的合成及其光伏性能的研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 王歷平;含烯鍵和炔鍵的有機(jī)小分子給體材料的設(shè)計(jì)、合成及其在有機(jī)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2015年

3 孫世新;有機(jī)小分子太陽(yáng)能電池給體材料的合成與性質(zhì)研究[D];蘭州大學(xué);2015年

4 李耀文;聚合物體異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池：給體材料的設(shè)計(jì)、合成及性質(zhì)[D];吉林大學(xué);2010年

5 陳紅余;ET類(lèi)正組元導(dǎo)電分子晶體及相關(guān)負(fù)離子工程[D];山東大學(xué);2006年

6 王明;新型窄帶隙聚合物太陽(yáng)電池給體材料的設(shè)計(jì)合成與應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 夏炎;以二芴基芳胺為端基的小分子給體材料的合成與光伏性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

2 徐忠杰;苯并二硒吩聚合物和芳香雜環(huán)并吡嗪聚合物給體材料的合成及在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2015年

3 繳春明;新型氟代太陽(yáng)能電池給體材料的合成及性能研究[D];寧波大學(xué);2015年

4 鄧?guó)Q;混合給體有機(jī)小分子光伏器件性能的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

5 候榮彥;基于噻吩—苯—噻吩給體結(jié)構(gòu)單元的共軛聚合物的合成及光伏性能[D];湘潭大學(xué);2015年

6 宿文燕;基于苯并二噻吩和三苯胺單元的D-A型有機(jī)給體材料的合成及光伏性能研究[D];湘潭大學(xué);2015年

7 喬宗華;具有寬吸收譜的氟取代四元聚合物給體材料的合成及光伏性能研究[D];太原理工大學(xué);2016年

8 張超;新型聚合物太陽(yáng)能電池給體材料的制備與光電性能研究[D];東南大學(xué);2015年

9 武卓;小分子太陽(yáng)能電池給體材料的合成及其高性能光伏應(yīng)用的研究[D];北京理工大學(xué);2016年

10 肖飛;基于引達(dá)省的小分子太陽(yáng)能電池給體材料的設(shè)計(jì)、合成與光伏性能的研究[D];北京理工大學(xué);2016年

  本文關(guān)鍵詞：基于引達(dá)省的小分子太陽(yáng)能電池給體材料的設(shè)計(jì)、合成與光伏性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：404610